電工學實驗指導書

1、電工學實驗指導書目錄實驗須知 3實驗一 疊加原理和戴維南定理 6實驗二 電感性負載電路和功率因數(shù)的提高11實驗三 三相交流電路17實驗四 RC電路的暫態(tài)分析 25實驗五 三相籠型異步電動機的正反轉控制線路和多臺順序控制線路29實驗六 單管低頻放大電路34實驗七 集成運算放大器的應用40實驗八 線性集成穩(wěn)壓電源44實驗九 組合邏輯電路的應用50實驗十 集成計數(shù)器和譯碼顯示電路53實驗十一 555定時器及其應用57實驗十二 交通信號燈的控制設計61實驗須知實驗是電工學課重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，通過實驗使學生加深和鞏固所學的理論知識，培養(yǎng)用理論知識分析和解決實際問題的能力，樹立工程實際觀點和嚴謹?shù)目茖W

2、作風為了保證實驗課達到預期的目的，學生須按下列要求去做：一、實驗預習每次實驗前，學生應詳細閱讀實驗材料明確本次實驗的目的與任務，掌握必要的實驗理論和方法，熟悉實驗線路及內容，了解實驗儀器和設備的使用方法，在此基礎上簡要地寫出一份預習報告。內容包括：1)實驗名稱、學生姓名、班號。2)實驗目的。3)實驗電路圖。4)實驗操作步驟。5)實驗教材中要求選擇的儀器、儀表、數(shù)據(jù)表格和需要預先計算或設計的內容。預習報告應在實驗前由指導教師審閱沒有預習報告或預習報告通不過者不準參加本次實驗。二、實驗操作嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和正確的操作程序是進行實驗的有效保證，因此實驗中應做到：1)學生應按規(guī)定時間到實驗室參加實驗，認

3、真聽取指導教師講解，遲到超過10min者不得參加實驗。2)實驗前應仔細檢查實驗所用的儀器設備是否齊全和完好，是否與實驗要求相符。3)檢查實驗板或實驗裝置，察看有沒有斷線及脫焊等情況，同時要熟悉元器件的安裝位置，便于實驗時能迅速準確地找到測量點。4)實驗中使用的儀器設備要擺放整齊，有規(guī)律，易于接線、觀察和讀取數(shù)據(jù)，導線不要亂放。5)電路的走線位置要合理，導線的粗細、長短要合適，接線柱要接觸良好，并避免聯(lián)接三根以上導線。6)實驗中若發(fā)現(xiàn)異常聲音、氣味、火花和冒煙等不正?，F(xiàn)象時，應立即切斷電源，待找出原因并排除故障后，經(jīng)指導教師同意方可繼續(xù)進行實驗。7)實驗時不得高聲喧嘩，不準在室內抽煙和隨地吐痰，

4、應保持室內安靜、清潔。8)實驗內容完成后，實驗結果須經(jīng)指導教師認可。整理好實驗儀器、設備和導線，做好環(huán)境的清理工作，請教師驗收后，方可離開實驗室。9)室內儀器設備不準隨意搬動、調換，非本次實驗所用儀器設備，未經(jīng)教師允許不得動用。10)凡是違章操作損壞設備者，要寫出事故原因做書面檢查，并按實驗室有關條例處理。三、實驗報告實驗報告是實驗的全面總結，做完實驗后應認真編寫實驗報告實驗報告應接在預習報告后面，其內容一般是，1)實驗記錄。2)實驗結果的分析和結論。3)回答實驗要求中的有關問題。4)實驗中要求繪制的曲線、波形圖等。5)記錄實驗中出現(xiàn)的問題、現(xiàn)象及故障的處理和分析。四、安全操作及注意事項為了做

5、好實驗，確保人身和設備安全實驗時應注意下列各點：1)不準擅自接通電源。嚴禁人身接觸電路中不絕緣的金屬導線或連接點等帶電部位嚴 格遵守“先接線后通電”、“先斷電后拆線”的操作順序，2)接通電源或起動電機時，應先通知全組人員。3)做電機實驗時，要防止人身碰到電機旋轉部分注意勿將導線發(fā)辮衣服和圍巾等接觸到轉軸，以免造成事故。4)電源切斷后電機尚在轉動不要用手或腳去制動電機。5)做電子實驗時，應注意調好電源，符合電路要求后再接入實驗裝置。6)實驗中應時刻注意設備的運行情況，若有異?，F(xiàn)象和發(fā)生事故，應立即切斷電源，保護現(xiàn)場，并報告指導教師。7)了解有關電器設備的規(guī)格、性能和使用方法，嚴格按額定值使用注意

6、儀表的種類、量程和使用方法使用萬用表時，要特別注意換檔，切忌用電壓檔或電阻檔測量電壓。8)兆歐表可產(chǎn)生500V或1000V以上的直流電壓，切不可用來測量人體的電阻。實驗一 疊加原理和戴維南定理一、實驗目的 1)驗證并加深理解疊加原理和戴維南定理。 2)加深理解電流,電壓的參考方向。 3)進一步熟悉直流電流表、萬用表、直流穩(wěn)壓電源的使用方法。 二、預習要求 1)復習疊加原理和戴維南定理。 2)閱讀實驗指導，了解本次實驗的內容和步驟。 3)看懂圖14實驗電路，根據(jù)所給參數(shù)，預先用疊加原理計算出各支路電流和各電阻的電壓(標出正方向)，填入表11中。 4)看懂圖15a所示實驗電路，根據(jù)所給參數(shù)，預先用

7、戴維南定理計算出a、b間有源二端網(wǎng)絡的開路電壓、等效內阻，同時算出短路電流，填入表12中。 5)閱讀“實驗原理”中的電流表插座與插頭介紹，了解其結構，以及它們配合電流表測量電流的原理。三、實驗原理1.電流表插座與插頭介紹 電流表插座與插頭是與電流表配合使用的，可實現(xiàn)一表多用。只要預先在需要測量電流的每個支路中串聯(lián)一只電流表插座，就可以方便地用一塊電流表測量每個支路的電流。電流表插座與插頭的結構及插座的電路符號如圖11所示。插座由兩片接觸著的彈簧銅片組成。接線時，將插座串聯(lián)在待測電流支路中。插頭由中間絕緣的兩片銅片構成，圖中表明了它與電流表連接的方法測量電流時，將插頭插入插座，座內接觸的銅片被分

8、開，分別與插頭的銅片相接觸，于是電流表被串接到待測電流的支路中去，就可測出該支路的電流。若插座用于直流電路中，應注意極性與電表極性一致。2.疊加原理 在線性電路中，幾個電源同時作用時，在電路中各部分所產(chǎn)生的電流和電壓，等于這些電源分別單獨作用時，在電路的各部分產(chǎn)生的電流和電壓的代數(shù)和。 應用疊加原理，一個復雜的線性電路的分析，可以化為幾個簡單電路的分析(但不能改變電路結構)，使問題簡單化。 所謂某一電源單獨作用，即是除了該電源外，其余電源均置零。電壓源置零以短路代替，電流源置零以開路代替。3.戴維南定理對任一線性含源二端網(wǎng)絡都可以用一個電動勢為 E的理想電壓源和內阻串聯(lián)的電源來等效代替，如圖1

9、2a、b所示等效的條件是，電動勢E等于網(wǎng)絡輸出端的開路電壓，電阻為網(wǎng)絡中所有電源置零時，從開路端看進去的等效電阻，如圖12c所示和可以通過實驗直接從有源二端網(wǎng)絡中測出。首先測出有源二端網(wǎng)絡的開路電壓，如圖13a所示在網(wǎng)絡允許短路的條件下，測出它的短路電流。如圖13b所示。則有源二端網(wǎng)絡的入端電阻。如果網(wǎng)絡不允許短路，則在測出開路電壓之后，再接上負載電阻，并測出負載電壓，如圖13c所示。 由圖13c可看出 當值已知時，即可求得 在復雜電路中，若只求某一支路的電壓或電流時，應用戴維南定理，將此待求支路斷開，電路中剩余的含源部分可看成一個有源二端網(wǎng)絡，化成一個電壓源再接上待求支路，組成一個簡單電路，

10、使問題得到簡化。四、實驗設備名 稱型 號 或 規(guī) 格數(shù) 量雙路直流穩(wěn)壓電源SS1791C型 0-30V, 0-2A1直流電壓表C31-A型 7.5mA/30A1萬用表MF-301十進制電阻箱999993電流表插座3雙刀雙投開關2電流表插頭1五、實驗內容與步驟 1、驗證疊加定理(1)、使雙路穩(wěn)壓電源處于工作準備狀態(tài)將電壓粗調旋鈕置于適當檔次，調節(jié)細調旋鈕使其一路輸出電壓為15V，另一路輸出電壓為=12V(用萬用表的直流電壓檔測定)，然后關閉穩(wěn)壓電源，待用。(2)按圖14所示實驗電路接線(電流表位置接電流表插座)。表11狀態(tài)計算值測量值電流/mA電壓/V電流/mA電壓/V單獨作用單獨作用與共同作用

11、 (3)接通穩(wěn)壓電源，分別測量下列三種情況的各電流值、。和電壓值、)(注意參考方向，若電表指針反偏，則兩表筆對調，記負值)，將測得數(shù)據(jù)記入表11中。 1)電源單獨作用于電路的情況(置電源端，置短路端)。 2)電源單獨作用于電路的情況(置短路端，置電源端)。3)電源和同時作用于電路的情況(和均置電源端)。2、戴維南定理(1)使雙路穩(wěn)壓電源處于工作準備狀態(tài)，將電壓粗調旋鈕置于適當檔次，調節(jié)微調旋鈕使其一路輸出電壓15V，另一路輸出電壓置12V(用萬用表的直流電壓檔測定)，然后關閉穩(wěn)壓電源，待用。(2)按圖15所示實驗電路接線。(3)接通穩(wěn)壓電源，測量網(wǎng)絡的開路電壓 (開關置中間)，記入表12中。測

12、量網(wǎng)絡的短路電流(開關置短路端)，并由，計算出值一并記入表12中。表12理論值測量值(5)測定二端網(wǎng)絡的外特性。將開關投向負載端，按表13所列數(shù)值調節(jié)負載電阻的值，在不同負載的情況下，測出相應的負載端電壓和流過負載的電流值。將數(shù)據(jù)記入表13中。(6)測定戴維南等效電路的外特性1）將穩(wěn)壓電源的一路輸出電壓調節(jié)到實測的值與(測量值)串聯(lián)組成戴維南等效電路，按圖15b接線。2）按表13所列數(shù)值調節(jié)負載電阻的值，測出在不同負載的情況下，相應的負載端電壓和流過負載的電值。將數(shù)據(jù)記入表13中。表13100200400600800有源二端線性網(wǎng)絡戴維南等效電源六、思考題為什么在電壓和電流的測量中會出現(xiàn)負值?

13、七、實驗報告要求 1)整理和觀察表11的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中驗證疊加原理。 2)整理和觀察表13的數(shù)據(jù)，井根據(jù)此數(shù)據(jù)，在同一坐標紙上畫出兩條外特性曲線，進行比較，說明比較的結果。 3)回答思考題。八、注意事項 1)使用直流電表時注意正、負極性和正、負讀數(shù)。2)記錄數(shù)據(jù)時，電阻的位置與對應的電流、電壓值不要記錯。實驗二 日光燈電路的組裝與測試一、實驗目的1) 掌握日光燈電路的組成、工作原理及接線。2) 提高學生對交流電電路的暫態(tài)、電路中的諧振、電路功率等知識的理解與掌握及綜合運用能力。3) 學習提高功率因數(shù)的方法，理解提高功率因數(shù)的實際意義。4) 進一步掌握電壓表、電流表、功率表、功率因數(shù)表的使用方法

14、。二、預習要求1) 閱讀實驗指導，了解本次實驗的內容和步驟，熟悉日光燈電路的組成及工作原理。2) 復習并聯(lián)電路電壓和電流的相量關系及提高功率因數(shù)的意義和方法。3) 根據(jù)所給設備設計出合理的安裝和測試電路。三、實驗原理1提高功率因數(shù)的意義和方法在正弦交流電路中，一個無源二端網(wǎng)絡(通常指負載)如圖2la所示，其吸收的有功功率P一般不等于視在功率S，只有對純電阻網(wǎng)絡兩者才能相等只要網(wǎng)絡中存在電抗，電路中就存在磁場能量或電場能量與電源能量之間的交換過程有功功率與視在功率的關系為式中，cos稱為功率因數(shù)，是功率因數(shù)角，即負載的阻抗角。越大。cos越小。對供電系統(tǒng)來說，用電設備大部分是感性的如工礦企業(yè)中用

15、的電動機、感應電爐、家 庭生活中用的日光燈、電風扇、洗衣機等，都是感性負載，一般功率因數(shù)都較低當電源電 壓負載功率一定時，功率因數(shù)低，一方面使發(fā)電設備的容量不能充分利用，另外還使輸電 線路電流較大（），從而引起線路損耗的增加，降低了輸電效率，因此提高用電負載的功率因數(shù)，對于降低電能損耗提高電源設備的利用率和供電質量具有重要的經(jīng)濟意義。要提高感性負載的功率因數(shù)，又不能改變負載的工作狀態(tài)，可采用在感性負載兩端并聯(lián) 適當大小的電容器的辦法，如圖21b所示并聯(lián)電容后的相量圖如圖5lC所示由于電容支路的電流超前電壓U90。抵消了一部分感性負載電路電流中的無功分量，使電路總電流I減小，從而提高了電路的功率

16、因數(shù)當電容量增加到一定值時，電容支路電流等于感性無功電流，總電流下降到最小值，此時，整個電路相當于電阻性，cos1。若再繼續(xù)增加電容量，總電流I反而增大，整個電路相當于容性負載，功率因數(shù)反而下降。在實際中，并不要求將功率因數(shù)提高到1。因為這樣將增加電容設備的投資，而帶來的經(jīng)濟效益并不顯著。功率因數(shù)提高到什么數(shù)值為宜，應根據(jù)具體的技術經(jīng)濟綜合指標來決定。提高功率因數(shù)時所需并聯(lián)電容器的電容值可由圖2lC所示相量圖得出設將功率因數(shù)從cos提高到cos，則所需電容值： 2、日光燈電路的組成及工作原理本實驗以日光燈電路作為感性負載。日光燈電路由燈管、鎮(zhèn)流器和啟輝器三部分組成。燈管是一根內壁涂有熒光粉的細

17、長(或環(huán)形)玻璃管。在管的兩端各裝一個燈絲電極，電極上涂有受熱后易于發(fā)射電子的氧化物，管內抽成真空后再充入氧氣和少量水銀蒸汽鎮(zhèn)流器是一個繞在用硅鋼片疊成的鐵心上的電感線圈它起調整燈管電壓和限制燈管電流以及有利于燈管啟動的作用。啟輝器是一只充有氖氣的玻璃泡泡內有一對觸片，一個是不動的靜片，另一個是由熱膨脹系數(shù)不同的雙金屬片制成的u形動觸片當觸片間電壓大于某一數(shù)值時，動靜觸片接通；否則斷開，起自動開關作用。兩個觸片間并聯(lián)一個小電容器，是為了消除兩觸片斷開瞬間產(chǎn)生的電火花對附近無線電設備的干擾。在正常工作時，燈管可以認為是一個電阻負載，鎮(zhèn)流器是一個鐵心線圈，可以認為是一個電感很大的感性負載。二者串聯(lián)

18、構成一個電感性負載電路，如圖22所示。剛接通電源時，電壓不足以使燈管放電，它通過鎮(zhèn)流器和燈管兩端的燈絲加到啟輝器上，因啟輝器啟輝電壓低(燈管啟輝電壓約500V，啟輝器啟輝電壓約140V)，引起輝光放電雙金屬片受熱，由于內層金屬片膨脹系數(shù)較大，使雙金屬片伸直，動靜觸片接觸，形成通路。此時，啟輝器、鎮(zhèn)流器和燈管兩端的燈絲流過啟動電流，該電流加熱了燈管燈絲，產(chǎn)生熱電子發(fā)射同時，由于啟輝器兩觸片已經(jīng)接觸，電壓為零，放電結束，雙金屬片冷卻依復原狀，使電路斷開電路中的電流突然中斷，使鎮(zhèn)流器兩端感應出高壓，它與電源電壓一起加到燈管兩端(約500V)，使管內自由電子與水銀蒸汽碰撞電離，產(chǎn)生弧光放電，放電時發(fā)出

19、的紫外線射到燈管內壁，激發(fā)熒光物質發(fā)光，日光燈被點燃了。這時，燈管兩端電壓較低約50100V之間，電源電壓大部分降在鎮(zhèn)流器上。因此啟輝器不能再發(fā)生輝光放電。也就是說，在燈管正常工作時，啟輝器是斷開的，不起作用，而鎮(zhèn)流器起限流作用，井維持燈管穩(wěn)定工作理想的電感線圈不消耗功率但鎮(zhèn)流器是鐵心線圈，所以在工作時，它有兩部分功率損耗，一部分是線圈電阻r的損耗，稱為鋼耗，另一部分是鐵心損耗，稱為鐵心損耗。即鎮(zhèn)流器所消耗的功率為，日光燈電路的功率因數(shù)約為0.50.6。四.實驗設備名稱型號或規(guī)格數(shù)量交流電流表0.5/1A1交流電壓表75/300V1低功率因數(shù)功率表D34W型，2.5/5A,cos=0.2.15

20、0/300/600V1日光燈實驗板自制1電容箱015F1電感線圈1滑線變阻器100 2A1調壓器220/0250V,1kVA1電流表插座4電流表插頭2雙刀雙投開關1五、實驗內容與步驟1電感性負載支路的測量按圖22連接實驗電路斷開電容箱上所有開關，測量電感性負載支路的電流，電壓U，燈管兩端電壓、鎮(zhèn)流器兩端電壓及負載總功率，燈管消耗的功率、鎮(zhèn)流器消耗的功率。并由此計算出負載支路的功率因數(shù)cos值將數(shù)據(jù)記入表2l。表 21測量值計算值電流/A電壓/V功率/W功率因數(shù)UP2并電容提高功率因數(shù)按表22所列數(shù)值接入電容測量并聯(lián)不同大小的電容時，相應的負載支路電流、電容支路電流，線路總電流I、總電壓U及總消

21、耗功率P值，并計算對應的cos值，將數(shù)據(jù)記入表22中。表 22電容值測量值計算值C/FU/VI/A/A/AP/W1344.55793研究感性負載串聯(lián)電容能否改變功率因數(shù)(1)用電感線圈與電阻器串聯(lián)組合作為感性負載，按圖23連接實驗電路，取R100。調節(jié)調壓器，使U110V。測量不接電容(開關S置短路端)及串聯(lián)不同大小的電容(開關S置電容端，改變電容值)時，模擬感性負載端電壓、電流I、功率P，并計算相應的功率因數(shù)cos值將數(shù)據(jù)記入表23中。表 23條件電容值測量值計算值U/VC/F/VI/AP/W不接 (2)調節(jié)調壓器，使50V不變，測量不接電容及串聯(lián)不同大小的電容時(借助于調壓器，保持50V

22、不變)，總電壓U、線路電流I及功率P值。并計算相應的功率因數(shù)cos。 將數(shù)據(jù)記入表24中。表24條件電容值測量值計算值/VC/FU/VI/AP/W不接六、思考題為什么用并聯(lián)電容器的方法提高功率因數(shù)?串聯(lián)電容行不行?為什么?并入電容后，感性負載支路的電流和有功功率是否改變?七、實驗報告要求1) 根據(jù)實驗步驟1測得的數(shù)據(jù)，計算將功率因數(shù)提高到1時所需的并聯(lián)電容值C。2) 根據(jù)實驗步驟l、2測得的數(shù)據(jù)按比例畫出、及的相量圖(以為參考相量)驗證是否符合=+和=+的相量關系。3) 根據(jù)表22所測數(shù)據(jù)和計算值，在同一坐標紙上面出cos=f(c)及If（c）曲線；找出最佳并聯(lián)電容值，并和計算值比較。4) 回

23、答思考題。八、注意事項1) 正確聯(lián)接日光燈電路，鎮(zhèn)流器必須與燈管相串聯(lián)，否則會燒壞燈管。2)日光燈的啟動電流較大，啟動時要注意電流表及功率表電流線圈的量程，以防損壞儀表。2) 實驗中所用電壓較高，人體不要觸及帶電部分，合閘時若發(fā)現(xiàn)電表超量程等異?，F(xiàn)象，應立即斷電。實驗三 三相交流電路一、實驗目的1) 學習電阻性三相負載星形聯(lián)結和三角形聯(lián)結的方法。2) 驗證三相對稱負載星形聯(lián)結和三角形聯(lián)結時線電壓與相電壓、線電流與相電流之間的關系。3) 了解不對稱三相星形負載的中性點位移和中線的作用。1) 學習用“三瓦計法”、“二瓦計法”測量三相電路的有功功率。5) 學習測定三相電源相序的一種簡單方法。二、預習

24、要求1) 復習教材中三相電路的有關內容。2) 閱讀實驗指導，了解本次實驗的內容和步驟。3) 復習功率表的使用方法。4) 看懂實驗原理，了解“三瓦計法、“二瓦計法”的原理。三、實驗原理1負載的聯(lián)接方式在三相電路中，無論是電源還是負載，都有星形和三角形兩種聯(lián)結方式。在星形聯(lián)結中又包括有中線(三相四線制)和無中線(三相三線制)兩種情況。(1)負載作星形聯(lián)結，如圖31a所示。1) 負載對稱 電路中存在以下關系 即沒有電流流過中線。2）負載不對稱有中線（圖3la中S閉合）時若忽略中線阻抗，則0，各相負載電壓相等，仍有；但由于各相負載不對稱，三相電流也不對稱，中線電流將不為零，即若無中線(S斷開)，就會出

25、現(xiàn)負載中性點位移現(xiàn)象各相負載電壓不再相等，電壓電流關系如下 (2)負載作三角形聯(lián)結，如圖31b所示。1)負載對稱電路中存在以下關系： 2) 負載不對稱 電路中電壓電流關系如下： 2三相電路有功功率的測量(1)三瓦計法 三相負載消耗的功率等于各項負載消耗的功率之和，所以，對于任何三 相負載，均可用三只功率表分別測量出各相負載的有功功率，如圖32a所示，然后將各相的功率相加而得到三相電路的總有功功率即 PPu+Pv+Pw此種方法簡稱為三瓦計法當電路負載對稱時，只需用一只功率表測量出其中一相負載的有功功率，便可求出三相總有功功率，即(2)二瓦計法 對于三相三線制電路(包括接法、丫接法)，無論負載是否

26、對稱，均可用兩塊功率表測量出總有功功率。測量方法如圖32b所示，此種方法簡稱為二瓦計法。利用瞬時值表達成可推導出總有功功率因為 且有所以=可見，兩功率表讀數(shù)的代數(shù)和等于三相負載的總有功功率。用二瓦計法測量三相功率應注意以下幾點：1)二瓦計法適用于三相三線制電路，即：十十=0。除負載對稱情況外，三相四線制不能用二瓦計法測量三相功率。2)兩塊功率表的電流線圈，分別串聯(lián)接入任兩線(如u和v)電流線圈的極性端(*I)應接在靠近電源側。兩功率表的電壓線圈極性端(*U)應與各自的*I相聯(lián)，而電壓線圈的非極性端都接到?jīng)]有串接功率表的第三線(如W )上。3)在對稱三相電路中，兩只功率表讀數(shù)與負載的功率因數(shù)角有

27、如下關系：當0，cos=l時，兩只功率表的讀數(shù)相等。當0.5時兩只功率表的讀數(shù)均為正。當=60，cos=0.5時，某一只功率表讀數(shù)為零。當60，cos0.5時，某一只功率表反向偏轉，這時應立即調換電流線圈端鈕的接線，使指針正偏轉，其讀數(shù)記為負值。3三相電源相序的確定三相電源的相序可用相序表直接測定也可以利用在星形聯(lián)結的三相三線制電路中，因負載不對稱造成中性點位移，使負載相電壓有規(guī)律地(與相序有關)不對稱分布，來判定相序。圖33a所示是一簡單的電阻電容相序測試器此電路以電容c為負載的戴維南等效電路如圖33b所示。其中；。以為參考相量可作出各電壓相量圖如圖33c所示，從相量圖可以看出，負載中性點隨

28、電容C取值的不同，在以UD為直徑的半圓上移動只要N點不與U點、D點重合，N點在半圓周上任意處，均有的關系，即V相燈泡電壓高于w相燈泡電壓，所以，V相燈泡比w相燈泡亮若把接電容的一相定為U相(三相電源的相序是相對的)，則燈泡亮的一相為V相，燈泡暗的一相為w相。對于電壓是380220V規(guī)格的電源，測定相序時，圖33a中每相最好用兩個燈泡串聯(lián)可避免因V相電壓高于220V而損壞燈泡。本實驗是用調壓器將三相電源的線電壓調至220V，在聯(lián)結圖33a電路時，每相只接一個燈泡即可。四、實驗設備名稱型號或規(guī)格數(shù)量電源三相四線制，線電壓220V1交流電壓表75/300V1交流電流表0.5/1A1功率表D34W型，

29、2.5/5A,cos=0.2. 150/300/600V1三相負載裝置1電容箱015F1電流表插座6電流表插頭2五、實驗內容與步驟1負載作星形聯(lián)結按圖31a聯(lián)結實驗電路。 (1)有中線1) 當負載對稱(每相開兩只燈)和不對稱(U相關掉一只燈)時，測量三相負載的線電壓、相電壓、線電流(即相電流)與中線電流。2) 當負載對稱時，用一只單相功率表測量一相功率Pp(三相功率P3Pp)。(2)無中線1)當負載對稱和不對稱時，測量三相負載的線電壓、相電壓、中點電壓及線(相)電流。 2)當負載對稱時，用三瓦計法測量三相功率P3Pp。將以上數(shù)據(jù)記入表31，并核算；在有、無中線的情況下，三相負載對稱和不對稱時，

30、其線電壓和相電壓之間是否存在的數(shù)量關系?觀察現(xiàn)象：在負載不對稱的情況下，有中線時，各相燈泡亮度是否一樣?為什么?無中線時，各相燈泡亮度是否一樣?為什么?表31測量項目線電壓/V相電壓/V中點電壓/V和有無關系線（相）電流/A中線電流/A相功率/w三相功率P/W各相燈泡亮度是否相同負載情況UUVUVWUWUUUUVUWIUIVIW有中線對稱不對稱無中線對稱不對稱2負載作三角形聯(lián)結按圖31b聯(lián)結實驗電路。(1)當負載對稱和不對稱時，測量三相負載的線電壓(即相電壓)、線電流與相電流。當負載對稱和不對稱時，用二瓦計法測量三相功率(PP1+P2)。表 32測量項目線（相）電壓/V線電流/A相電流/A于有

31、無關系功率表讀數(shù)/W三相功率/W負載情況P1P2對稱不對稱將測量數(shù)據(jù)記入表32中，并核算負載作三角形聯(lián)結，當負載對稱和不對稱時，其線電流和相電流之間是否存在的數(shù)量關系?3. 測定三相電源的相序按圖33聯(lián)結實驗電路，測定實驗臺上三相電源的相序。根據(jù)實驗原理，若在U相中接入電容，則燈泡較亮的一相為v相，燈泡較暗的一相為w 相與實際標注的相序相比較，是否相符。六，思考題1)負載不對稱，星形聯(lián)結，有中線時，各燈泡亮度是否一樣?斷開中線，各燈泡亮度是否還一樣?注意在實驗中觀察并記錄這一重要現(xiàn)象，加深理解中線的作用。2)負載作三角形聯(lián)結時，若某一相發(fā)生短路故障將會出現(xiàn)什么情況?3) 在不對稱三相四線制電路

32、中，能用二瓦計法測量三相功率嗎？七、實驗報告要求1)根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)，計算出結果，井得出相應的結論。2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象說明三相四線制供電系統(tǒng)設置中線的必要性。 3)回答思考題。八、注意事項1) 實驗中電壓較高，通電后不得觸及導電部件，換接線路必須先拉閘斷電。2) 實驗中不僅要記錄儀表讀數(shù)，還應注意燈泡的明暗變化。3) 用過的電容器，應用導線將其兩端短路一下使其放電，然后再拆線。實驗四 RC電路的暫態(tài)分析一、 實驗目的1)學習函數(shù)發(fā)生器和示波器的使用方法。2)學習用示波器觀察和分析RC電路的暫態(tài)過程。3)研究電路參數(shù)對響應的影響，了解微分電路和積分電路的工作原理。4)學會用示波器測

33、定RC電路的時間常數(shù)的方法。二、預習要求1）閱讀實驗指導，了解本次實驗的內容和步驟。2)復習教材中電容器充、放電過程及微分、積分電路的理論。3)根據(jù)實驗中使用的矩形脈沖電壓頻率f1kHz及實驗板上R、c值，預先計算出矩形脈沖的寬度（本實驗中）微分電路與積分電路的時間常數(shù)。4)閱讀實驗指導第四部分的有關內容，了解數(shù)字函數(shù)發(fā)生器和雙蹤示波器的使用方法。三、實驗原理1)Rc電路的矩形脈沖響應周期性的矩形脈沖信號(或稱脈沖序列信號)在電于技術領域中應用很廣，其波形如圖41所示。若將此信號加在電壓初始值為零的Rc串聯(lián)電路(圖42a)上，實質就是電容連續(xù)充、放電的動態(tài)過程，其響應是零輸入響應、零狀態(tài)響應，

34、還是全響應，均與電路的時間常數(shù)和矩形脈沖寬度，的相對大小有關如果則響應的波形如圖42b所示，可看作是階躍激勵下的零狀態(tài)響應與零輸入響應的交替過程；反之，則為完全響應，2RC電路暫態(tài)響應的應用在RC串聯(lián)電路中輸入矩形脈沖電壓，如果選擇適當?shù)碾娐穮?shù)，配合輸出電壓是從電阻或電容兩端引出，可以使輸出和輸入電壓之間存在幾種特定關系。(1)積分電路 如果將RC電路電容C兩端作為輸出端，如圖72a所示。適當選擇RC電路參數(shù)，使之滿足則輸出電壓U。近似正比于輸入電壓所對時間的積分，其波形如圖42c所示。(2)微分電路 如果將RC電路電阻只兩端作為輸出端如圖43a所示。適當選擇RC電路參數(shù)，使之滿足r，則輸出

35、電壓，近似地與輸入電壓對時間的微分成正比，其波形如圖43b所示。(3)耦合電路 仍以電阻R兩端作為輸出端如圖43a所示。適當選擇RC電路參數(shù)，使之滿足，則輸出電壓與輸入電壓的波形很近似，其波形如圖43c所示這種電路在放大電路中經(jīng)常使用，稱為級間阻容耦合電路。3用示波器測定時間常數(shù)的方法RC電路充、放電的時間常數(shù)r可以從示波器觀察的響應波形中計算出來。設時間t坐標的單位確定，對于充電曲線來說，幅值上升到終值的63.2所對應的時間就是一個，如圖44a所示對于放電曲線，幅值下降到初始值的36.8所對應的時間即為個，如圖44b所示。在圖42a所示RC電路輸入端加矩形脈沖電壓，將示波器的探極接于電容上端

36、調節(jié)示波器，使熒光屏上呈現(xiàn)出一個穩(wěn)定的指數(shù)曲線，如圖44a所示。在曲線上找到0.632U處的Q點，則Q點在水平方向對應的距離OP乘以示波器的掃描速率的標稱值(scm)，即為時間常數(shù)。四、實驗設備名稱型號或規(guī)格數(shù)量數(shù)字函數(shù)發(fā)生器XFD6 2200K1示波器SR81十進制電阻箱999991電容板如圖45所示1五，實驗內容與步驟1觀察RC電路充、放電波形并用示波器測定時間常數(shù)(1)調節(jié)數(shù)字函數(shù)發(fā)生器，使其輸出一幅值為1V，頻率為1kHz，占空比為50(可用示波器觀察)的矩形脈沖信號。(2)將脈沖序列電壓輸入到圖42a所示電路中(取R15k，C0.01uF)。(3)將輸出端接至示波器的Y軸輸入端。觀察

37、RC電路充、放電波形。(4)根據(jù)“實驗原理”中介紹的用示波器測定時間常數(shù)的方法，測取時間常數(shù)并記錄于表41中。2觀察RC積分電路波形接線同步驟1，選取R20k，C0.22uF，計算值構成積分電路。在示波器上調出23個波形，觀察、描繪波形，并按表41要求記錄各項數(shù)據(jù)。3觀察RC微分電路波形(1)將43a所示電路輸入端接脈沖序列電壓，輸出端接示波器。電路參數(shù)選取：R=10k，C0.22uF，計算值，構成微分電路。在示波器上調出23個波形觀察并描繪波形(注意：把基準線調到熒光屏的中間位置)，將各項數(shù)據(jù)記入表41中。改變R或C值，觀察波形變化情況。表 41電路名稱電路圖R/KC/F測算波形單位測定時間

38、常數(shù)的RC電路積分電路微分電路耦合電路4觀察RC耦合電路的波形接線同步驟3，選取R=20k，C1uF，計算值，構成耦合電路。在輸入脈沖序列電壓情況下，用示波器觀察其輸出波形，將波形及各項數(shù)據(jù)記錄在表4l中。六、思考題1)當矩形脈沖電壓以不同的頻率輸入到既定參數(shù)的RC微分電路或積分電路時，輸出電壓是否保持微分或積分關系?為什么？2）當電容具有初始電壓時RC電路在階躍激勵下是否會出現(xiàn)沒有過渡過程的現(xiàn)象?為什么?3)用方波源作為激勵，對于研究一階電路的響應有什么方便之處?七、實驗報告要求1)畫出實驗電路，整理實驗數(shù)據(jù)和畫出波形曲線。2)將步驟1中所測得的時間常數(shù)與計算值進行比較。3)總結時間常數(shù)對R

39、C電路暫態(tài)過程的影響。4)討論思考題。八、注意事項1)切勿將函數(shù)發(fā)生器的電源輸出端短路，避免損壞儀器。2）示波器輸入探頭與實驗電路連接時時，注意公共接地端不能接錯，以防信號被短路。實驗五 三相籠型異步電動機的正反轉控制線路和多臺順序控制線路一、實驗目的1)了解交流接觸器、熱繼電器和按鈕等幾種常用控制電器的結構，并熟悉它們的接線方法和所起的作用。2)學習異步電動機基本控制電路的連接。3)通過實驗操作加深理解異步電動機正、反轉控制線路的工作原理。4)明確正、反轉控制線路中兩只接觸器聯(lián)鎖的必要性。5)熟悉籠型異步電動機順序控制線路的工作原理。6)學習用萬用表檢查控制電路的方法，初步培養(yǎng)分析和排除電路

40、故障的能力。二、預習要求1)閱讀實驗指導，了解本次實驗的內容和步驟。2)復習上述幾種常用控制電器的結構，用途、工作原理，熟悉其符號意義。3)復習異步電動機正、反轉控制電路的工作原理，并理解點動、自鎖及聯(lián)鎖的概念，以 及短路保護、過載保護和零壓保護的概念。4)考慮兩臺籠型異步電動機如何實現(xiàn)起、停順序控制擬出下述要求的順序控制線路 (主電路及控制電路)：M1起動后M2才能起動；M2停車后，M1才能停車。三、實驗原理1繼電接觸控制由繼電器、接觸器和按鈕等控制電器實現(xiàn)的對電動機的起動、停轉、正反轉、調速、制動等的控制，叫做繼電接觸控制。利用繼電接觸控制可使生產(chǎn)機械按既定的要求動作：同時也能對電動機和生

41、產(chǎn)機械進行保護。交流接觸器有一個鐵心線圈吸引銜鐵動作，還有三個主觸頭和若干輔助觸點。主觸頭接在主電路中，對電動機起接通或斷開電源的作用，線圈和輔助觸頭接在控制電路中，可按自 鎖或聯(lián)鎖的要求來連接，亦可起接通或斷開控制電路某分支的作用。接觸器還可起欠壓保護作用選用接觸器時，應注意它的額定電流，線圈電壓及觸頭數(shù)量。熱繼電器主要由發(fā)熱元件、感受元件和觸頭組成。發(fā)熱元件接在主電路中，觸頭接在控 制電路中。當電動機長期過載時，主電路中的發(fā)熱元件通過感受元件使接在控制電路中的常閉(動斷)觸頭斷開，因而接觸線圈斷電，使電動機主電路斷開，起到過載保護作用選用熱繼電器時，應使其額定電流與電動機的額定電流基本一致

42、?？刂齐娐吩韴D中所有電器的觸頭都處于靜態(tài)位置，即電器設有任何動作的位置。例如：對于繼電器和接觸器，是指線圈沒有電流時的位置：按鈕是指沒有受到壓力時的位置。2異步電動機的正、反轉控制三相籠型異步電動機的轉動方向取決于定子旋轉磁場的轉向，要想改變轉于的轉動方向，只要改變定子旋轉磁場的方向便可將電動機定子三根電源線中任意兩根的一頭對調位置便可實現(xiàn)轉向的改變?yōu)榇?，用兩個交流接觸器就能實現(xiàn)這一要求。圖51所示是異步電動機正、反轉控制電路其中和分別是用作正，反轉控制的兩個交流接觸器當正轉接觸器工作其主觸頭閉合時，電動機正轉，當反轉接觸器工作其主觸點閉合時，電動機反轉。若在控制線路的動作過程中，當正轉接觸

43、器尚未斷開時而反轉接觸器已接通工作(或相 反情況)，將有兩根電源線通過觸頭而導致電源短路，所以要求正、反轉的控制線路必須保證兩個接觸器不得同時接通工作。為防止兩個接觸器同時工作而造成電源短路，在控制電路中，把正轉接觸的一個常閉(動斷)輔助觸頭串聯(lián)在反轉接觸器的線圈電路中，而把反轉接觸器的一個常閉輔助觸頭串聯(lián)在正轉接觸器的線圈電路中。這兩個常閉觸點稱為聯(lián)鎖觸點，其作用是：當按下正轉起動按鈕時，線圈獲電，在吸合過程中，首先斷開其常閉觸點，強令反轉接觸器線圈呈開斷狀態(tài)，然后各常開觸點閉合，接通定子電源并自鎖電動機正向旋轉此時即使按動反轉起動按鈕，反轉接觸器也不能動作，從而防止了電源短路事故的發(fā)生。但

44、是如果在正轉過程中要求反轉，必須先按停止按鈕SB使聯(lián)鎖觸點閉合后，按反轉起動按鈕，電動機才能反轉。另外，若因誤操作同時按下和時，兩接觸器可能瞬動仍可造成主回路電源短路事故因此通常都是采用由復式按鈕組成聯(lián)鎖保護的控制線路復式按鈕可將電動機直接由正轉經(jīng)瞬停而反轉，不需要按動停止按鈕，這給操作上特別是電動機要求頻繁正，反轉的場合帶來方便，而且即使同時按下和也不致造成事故。有關復式按鈕的這種控制作用，可觀察實物結構并結合本實驗的線路進行理解。3多臺異步電動機的起、停順序控制利用交流接觸器的常開、常閉觸點在主電路及控制電路中的不同聯(lián)結可實現(xiàn)對多臺電動機的起動停車的順序控制。圖52所示電路，是一種對兩臺電

45、動機的起、停順控電路。起動時，按下起動按鈕，線圈獲電，的各常開觸點閉合，接通電動機的定子電源并自鎖，開始轉動同時串聯(lián)在線電路中的的常開觸點也閉合，按下起動按鈕，則線圈獲電，的各常開觸點閉合，接通電動機的定子電源并自鎖，也轉動起來但是，如果不起動，即使按下，由于的一個常開觸點串聯(lián)在的線圈電路中，線圈不能獲電，不能轉動。即：起動時，起動后，才能起動。在和正常轉動過程中，如果按下停車按鈕，由于的一個常開觸點(此時為吸合狀態(tài))并聯(lián)在其兩端，所以不能斷開線圈回路，不能停車。當按下停車按 鈕時，線圈斷電，的各常開觸點斷開停止轉動，這時再按下，由于并聯(lián)在其兩端的的常開觸點已經(jīng)斷開所以可斷開線圈回路，而使停止

46、轉動即：停車時，停車后才能停車。4，故障分析方法(1)在圖51或圖52中，接通電源后，按起動按鈕，若接觸器動作，而電動機不轉，說明主電路有故障，如果電動機伴有嗡嗡聲，則可能有一相電源斷開。檢查主電路的熔斷器，主觸點KM是否接觸良好，熱繼電器KH是否正常，聯(lián)結導線有無斷線等。(2)接通電源后按起動按鈕，若接觸器不動作，說明控制電路有故障。檢查控制電路的熔斷器，熱繼電器復位按鈕是否正常，停止按鈕接觸是否良好，線圈及導線是否斷線等。四、實驗設備名稱型號或規(guī)格數(shù)量三相籠型異步電動機Y80-4 0.8KV2交流接觸器CJ1020,線圈電壓380V2熱繼電器JRI6C60/3D2復式按鈕LA19 380V

47、 5A3萬用表MF-301五、實驗內容與步驟(1)在實驗桌上找到交流接觸器、熱繼電器和按鈕等控制電器，了解其結構及動作原理。(2)檢查接觸器線圈額定電壓是否與本實驗控制線路電壓一致在斷開電源的情況下，用萬用表電阻擋檢查接觸器、熱繼電器和按鈕的觸點通斷狀況是否良好，若觸點接觸良好，則應無接觸電阻。(3)異步電動機的正，反轉控制1)在切斷電源的情況下，按圖51接線先用粗線接好主電路。2)然后再用細線接控制電路，并且按“先串聯(lián)，后并聯(lián)”的方法進行接好第一個控制回路（正轉控制回路），不接的自鎖觸點進行點動實驗(接通電源，按下觀察電動機是否轉動，再松手看電動機是否停轉，成功后進行下一步)。3)斷開電源，

48、接上的自鎖觸點，進行正轉起動(按下后松手)及停車(按下SB)實驗。4)在切斷電源的情況下，聯(lián)結第二個控制回路(反轉控制回路)并自鎖5)接通電源，按下正轉按鈕，觀察電動機的轉向。6)再按下反轉按鈕觀察電動機的轉向是否改變。7)按下停止按鈕SB，電動機應停轉。(4)檢驗電路是否具有失壓保護作用 電動機起動后，拉刀閘開關Q使電動機停轉，然后重新接通電源(將開關Q推合)，不按起動按鈕，觀察電動機是否會自行起動?(5)兩臺電動機的順序控制1)在切斷電源的情況下，按圖52接線。先用粗線接好主電路，然后再用細線接控制電路。2)起動時，接通電源，按下，應起動，再按下，也起動。3)停止時，先按下，停轉，再按下，

49、也停轉。4)起動時，先按下觀察是否能起動。5)停止時，先按下觀察是否能停止。六、思考題1)交流接觸器線圈額定電壓為380V，若將兩個接觸器的線圈串聯(lián)后接到交流380V電源上，會產(chǎn)生什么后果，為什么?2)為什么主回路只串聯(lián)兩只發(fā)熱元件?以星形聯(lián)結的負載為例，如果沒有串聯(lián)發(fā)熱元件的一相發(fā)生過載時，是否也能得到保護?3)熱繼電器用于過載保護，它是否也能起短路保護作用?為什么?4)在使用復式按鈕的正、反轉控制線路中，可否將兩個聯(lián)鎖用的常閉輔助觸點與去掉不用?5)零壓保護是如何實現(xiàn)的?6)在圖51所示的控制電路中，不用停止按鈕SB是否也能完成停轉操作?有什么問題?七、實驗報告要求1)畫出籠型異步電動機正

50、、反轉控制線路圖。2)畫出兩臺電動機的起、停順序控制線路圖。3)實驗過程中有無出現(xiàn)故障?是什么性質的故障?你是如何檢查和排除的。4)討論思考題。八、注意事項1)在進行電動機起、停實驗時，切勿在短時間內頻繁操作，以避免電動機的頻繁起動和接觸器觸頭因頻繁動作而燒蝕。2)電動機的轉速很高，切勿觸碰其轉動部分，以免發(fā)生人身或設備事故。3)實驗中電壓較高，通電后不得觸及導電部件，換接線路必須先拉閘斷電。實驗六 單管低頻放大電路一、實驗目的學習正確調試放大器的靜態(tài)工作點，加深對直流工作點意義的認識(2)測定電壓放大倍數(shù)了解集電極電阻，負載電阻對電壓放大倍數(shù)的影響。(3)觀察靜態(tài)工作點的設置與波形失真的關系。學習使用計算機輔助電路分析的方法，繪制頻率特性，提高學生使用計算機的能力。二、預習要求(1)復習有關章節(jié)，了解單管放大電路的組成和分析方法。(2)閱讀實驗原理，了解實驗內容和實驗步驟。(3)完成下列填空 1) 按實驗電路圖62中的元件參數(shù)，設60，1.5mA，估算 ， ， 。2) 5mv時， V。3)測量靜態(tài)電壓時用 表，測量輸入、輸出電壓時用 表。4) 當輸入為正弦波時，輸出波