電子電工實驗指導書

寧波工程學院電工電子試驗指導書寧波工程學院電工電子試驗指導書試驗一 基爾霍夫定律的驗證一、試驗目的驗證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。學會用電流插頭、插座測量各支路電流。二、原理說明基爾霍夫定律是電路的根本定律。測量某電路的各支路電流及每個組件兩端的電壓，應能分別滿足基爾霍夫電流定律KC〕和電壓定律KVL有Σi＝0；對任何一個閉合回路而言，應有Σu＝0。運用上述定律時必需留意各支路或閉合回路中電流的方向，此方向可預先任意設定。三、試驗設備1、直流可調(diào)穩(wěn)壓電源〔DG04〕0～30V〔兩路分別可調(diào)〕2、數(shù)字式直流電壓表〔D31〕0～300V3/迭加原理’試驗線路板〔DG05〕4、數(shù)字式直流電流表～500mMF368四、試驗內(nèi)容試驗線路如圖2-1，圖中的I1、I2、I3的方向已設定，箭頭方向可視為參考方向。分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令U1＝6V，U2＝12V。將電流插頭的分叉開口端接至數(shù)字式毫安表的“＋、－”兩端〔紅＋、黑－。＋mA＋mA－電流插頭電流插座FI1FI1R1AR2I2B510I31K＋＋U16VU212V－510R3ER4510－DR5330C第一頁 共12頁被測量被測量計算值相對誤差五、試驗留意事項1、全部需要測量的電壓值〔包括對UU2的測量準。2、穩(wěn)壓電源的兩個輸出端必需防止相碰，造成短路事故。3則可直接讀出電壓或電流值。應留意的是：所讀得的電壓或電流值的正、負號應依據(jù)設定的電流參考方始終推斷〔測量實例：當顯示為‘正’值時，電流方向由儀表的紅端流入黑端流。關鍵要點：電路中的電流永久遵循從高電位端流向低電位端的原則。六、預習思考題依據(jù)圖中的電路參數(shù)，計算出待測電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便在測量時，可正確地選用毫安表和電壓表的量程，并與測量值進展比對，查找錯誤點。試驗中，假設用指針式萬用表直流毫安檔測各支路電流，在何種狀況下可能消滅指針反偏，應如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時應留意什么？假設用直流數(shù)字毫安表進展測量時，則會有何顯示？七、試驗報告依據(jù)試驗數(shù)據(jù)，選定節(jié)點A，驗證KCL的正確性。分析誤差緣由、心得體會。依據(jù)試驗數(shù)據(jù)，選定試驗電路中的任一個閉合回路，驗證KVL的正確性。將支路和閉合回路的電流方向重設定，重復1、2兩項驗證。第二頁 共12頁試驗二 迭加原理的驗證一、試驗目的驗證線性電路迭加原理的正確性，加深對線性電路的迭加性和齊次性的生疏和理解。二、原理說明迭加原理指出：在有多個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每一個組件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個獨立源單獨作用時在該組件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和?！材唱毩⒃吹闹礙〔即在電路中各電阻組件上所建立的電流和電壓值〕也將增加或減小K序號名序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1直流穩(wěn)壓電源0-30V二路DG042萬用表MF3681自備3直流數(shù)字電壓表0-300V1D314直流數(shù)字毫安表0-500mA1D315基爾霍夫定律/迭加原理試驗線路板1DG05四、試驗內(nèi)容3-1所示，用DG05/迭加原理”線路。FI1→R1FI1→R1510ΩA←I2BR21KΩ↓I3 K2K1R3510R5330ΩR4510Ω12V 6VE D 圖3-1

IN400712V6V，接至U1U2處，將K3擲向R5第三頁 共12頁U1電源單獨作用：將開關K1U1K2安表〔接電流插頭〕測量各支路電流及各電阻組件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表3-1。表3-1測量內(nèi)容U1、U2共同作用時同作用時

U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)令U2電源單獨作用：將開關K1K2投向U2側(cè)，重復試驗步驟23-1。令U1和U2K1和K2分別投向U1和U2側(cè)，3-1。U的數(shù)值調(diào)至＋12V33-1。2※將R〔330Ω〕1N4007〔馬上開關K5 3-2。

投向二極管IN4007側(cè)，重復～5※任意按下某個故障設置按鍵，重復試驗內(nèi)容4的測量和記錄，再依據(jù)測量結(jié)果推斷出故障的性質(zhì)。表3-2測量內(nèi)容U1單獨作用時U2單獨作用時U1、U2共同作用時五、試驗留意事項

(V)U2(V)(mA(mA(mA)A(VC(V)UA(VUD(V)F(V)用電流插頭測量各支路電流時，或者用電壓表測量電壓降時，應留意儀表的極性，正確推斷測得值的‘＋、－’號后，記入數(shù)據(jù)表格。假設需留意儀表量程時，應準時更換。六、預習思考題第四頁 共12頁在迭加原理試驗中，要令U1、U2分別單獨作用，應如何操作？可否直接將不作用的電源〔U1U2〕短接置零？試驗電路中，假設有一個電阻器改為二極管，迭加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？七、試驗報告依據(jù)試驗數(shù)據(jù)表格，進展分析、比較，歸納、總結(jié)試驗結(jié)論，即驗證線性電路的迭加性與齊次性。各電阻器所消耗的功率能否用迭加原理計算得出？試用上述試驗數(shù)據(jù)，進展計算并作結(jié)論。63-2心得體會及其它。第五頁 共12頁試驗三 三相溝通電路電壓、電流的測量一、試驗目的：把握三相負載作星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的方法，驗證在這兩種接法狀態(tài)時，線、相電壓及線、相電流之間的關系。充分理解三相四線供電系統(tǒng)里中線所起的作用。二、原理說明：三相負載可接成星形〔又稱‘Ｙ’接法〕或三角形(又稱‘△’接法)。3當三相對稱負載作Y形聯(lián)接時線電壓UL是相電壓Up的 倍線電流IL等于相電流3Ip，即UL＝3UP，IL＝Ip；在這種狀況下，流過中線的電流I0＝0，所以可以省去中線。當3對稱三相負載作△形聯(lián)接時，有IL＝ Ip，UL＝Up。3當三相負載為不對稱Y聯(lián)接時,必需承受三相四線制接法，即Yo接法。而且中線必需結(jié)實聯(lián)接，以保證三相不對稱負載的每相電壓維持對稱不變。如果中線斷開，會導致三相負載電壓的不對稱，致使負載輕的一相的相電壓過高，使負載患病損壞；負載重的一相的相電壓又過低，使負載不能正常工作。尤其是對于三相照明負載，必需無條件地一律承受Yo接法。當不對稱負載作△接法時，IL≠

3IpUL對稱，加在三相負載31212345名稱型號與規(guī)格11119備注溝通電壓表萬用表三相燈組負載D38-1D37-10～450V0～5AMF368DG01自備DG09〔本次試驗開頭前，必需先將三相電源的線電壓經(jīng)調(diào)壓器調(diào)至200V〕第六頁 共12頁三相負載星形聯(lián)接〔三相四線制供電：10-10V〔即逆時針旋到底。經(jīng)指導教師檢查合格后，方可開啟試驗臺200V，并按表10-1中的內(nèi)容完成各項試驗，即分別測量三相負載的線電壓、相電壓、線電流、相電流、中線電流、電源與負載中點間的電壓。將所測得的數(shù)據(jù)記入表10-1中，并觀看各相燈組亮暗的變化程度，QSAQSAFU↓380↓BIAIB380C→IC↓OIOUVWN

10-1Y0接,平衡負載333Y333123Y123Y0接,B1-3Y,B1-3Y,B10310-1〔※表中‘Y10-1〔※表中‘YBB〕條件與數(shù)據(jù)ABCIA開燈盞數(shù)線電流線電壓〕〕IBICUABUBCUCAUAOUBOUCOIO(A) UNO(V)按圖10-2改接線路，經(jīng)指導教師檢查合格后接通三相電源，并調(diào)整自耦調(diào)壓器，使其200V，10-2QSUFUQSUFU↓V380V↓380VW↓第七頁 共12頁三相平衡三相平衡開燈盞數(shù)相電流UABUBCUCAIA IB IC三相不平衡A-B相B-C相3 31 2C-A相33IAB IBCICA五、試驗留意事項：本試驗裝置使用經(jīng)隔離后的三相溝通市電供電方式，在未經(jīng)自耦變壓器調(diào)整時的線電380V，帶電操作時要留意人身安全，不行同時觸及兩個導電部件。每次接線完畢，同組同學應先行自查，再由指導教師復查認可后，方可接通電源；操作時必需嚴格遵守先斷電、后接線；先斷電、后拆線的試驗原則。星形負載作短路試驗時，必需先斷開中線，以免發(fā)生短路事故。為避開燒壞燈泡，DGJ-04245～250V時，即聲光報警并跳閘。因此，※在做Y接法不平衡負載或缺相試驗時，所加的線電壓應以最高電壓=200V六、預習思考題三相負載依據(jù)何條件可作星形或三角形連接？復習三相溝通電路有關內(nèi)容，試分析三相星形聯(lián)接不對稱負載在無中線狀況下，當某相的負載開路或短路時會發(fā)生何種狀況？假設接上中線，狀況又如何？本次試驗中為何要通過三相調(diào)壓器將380V200V七、試驗報告3用試驗測得的數(shù)據(jù)驗證對稱三相電路中的 關系。3用試驗數(shù)據(jù)和觀看到的現(xiàn)象，總結(jié)三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。不對稱三角形聯(lián)接的負載，能否正常工作？試驗是否能證明這一點？依據(jù)不對稱負載三角形聯(lián)接時的相電流值作相量圖，并求出線電流值。第八頁 共12頁試驗四 三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)掌握一、試驗目的：通過對三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)掌握線路的安裝接線，把握由電氣原理圖接成實際操作電路的方法。加深對電氣掌握系統(tǒng)各種保護、自鎖、互鎖等環(huán)節(jié)的理解。學會分析、排解掌握線路故障的方法。二、原理說明：在鼠籠式電機正反轉(zhuǎn)掌握線路中，通過相序的更換來轉(zhuǎn)變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。本試驗給出兩種不同的正、反轉(zhuǎn)掌握線路如圖14-1及14-2，具有如下特點：電氣互鎖為了避開接觸器KM1〔正轉(zhuǎn)KM2〔反轉(zhuǎn)KM1〔KM2〕線圈支路中串接有KM1〔KM2〕動斷觸頭，它們保證了線路工作時KM1、KM2不會同時得電〔如圖14-1〕，以到達電氣互鎖目的。電氣和機械雙重互鎖除電氣互鎖外，可再承受復合按鈕SB1與SB2組成的機械互鎖環(huán)節(jié)〔如圖14-2〕，以求線路工作更加牢靠。序號名稱序號名稱型號與規(guī)格 數(shù)量備注1三相溝通電源220V2三相鼠籠式異步電動機DJ2413溝通接觸器JZC4-402D61-24按鈕3D61-25熱繼電器D9305d1D61-26溝通電壓表0～500V17萬用電表MF3681自備第九頁 共12頁四、試驗內(nèi)容：生疏各電器的構(gòu)造、圖形符號、接線方法；抄錄電動機及各電器銘牌數(shù)據(jù)；并用Q1FUQ1FUSB1KM1SB3KM1KM2FRSB2KM2KM1KM2KM1FR圖14-1MKM2萬用電表ΩΔU、V、W，供電線電壓為380V。1.接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)掌握線路按圖14-1開啟掌握屏電源總開關，按啟動按鈕。按正向起動按鈕SB1，觀看并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行狀況。按反向起動按鈕SB2，觀看并記錄電動機和接觸器的運行狀況。按停頓按鈕SB3,觀看并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行狀況。再按SB2，觀看并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行狀況。試驗完畢，按掌握屏停頓按鈕，切斷三相溝通電源。2、接觸器和按鈕雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)掌握線路〔按圖14-2〕接通并調(diào)整三相自耦變壓器，使輸出電壓為380V，將試驗電路接入。按正向起動按鈕SB1，電動機正向起動，觀看電動機的轉(zhuǎn)向及接觸器的動作狀況。按停頓按鈕SB3，使電動機停轉(zhuǎn)。第十頁 共12頁380VQ1FUQ1FUKM1KM1SB3KM2FRKM1SB2KM2KM2SB1KM1FR14-2M按反向起動按鈕SB2，電動機反向起動，觀看電動機的轉(zhuǎn)向及接觸器的動作狀況。按停頓按鈕SB3，使電動機停轉(zhuǎn)。狀況發(fā)生？電動機停穩(wěn)后，同時按正、反向兩只起動按鈕，觀看有何狀況發(fā)生？(6)失壓與欠壓保護aSB1(或SB2模擬電動機失壓(或零壓)狀態(tài)，觀看電動機與接觸器的動作狀況，再按掌握屏上啟動按鈕，接通三相電源，但不按SB1SB2)，觀看電動機能否自行起動？b動機是否自行停轉(zhuǎn)。過載保護※：翻開熱繼電器的后蓋，當電動機起動后，人為地撥動雙金屬片模擬電動機過載狀況，觀看電機、電器動作狀況。留意：此項內(nèi)容，較難操作且危急，有條件可由指導教師作示范操作。試驗完畢，將自耦調(diào)壓器調(diào)回零位，按掌握屏停頓按鈕，切斷試驗線路電源。第十一頁 共12頁四、故障分析：1、接通電源后，按起動按鈕(SB1或SB2)，接觸器吸合，但電動機不轉(zhuǎn)且發(fā)出“嗡嗡”聲響；或者雖能起動，但轉(zhuǎn)速很慢。這種故障大多是主回路一相斷線或電源缺相。2、接通電源后，按起動按鈕(SB1或SB2),假設接觸器通斷頻繁，且發(fā)出連續(xù)的劈啪聲或吸合不牢，發(fā)出抖動聲，此類故障緣由可能是：線路接錯，將接觸器線圈與自身的動斷觸頭串在一條回路上了。(2)自鎖觸頭接觸不良，時通時斷。接觸器鐵心上的短路環(huán)脫落或斷裂。電源電壓過低或與接觸器線圈電壓等級不匹配。五、預習思考題：1、在電動機正、反轉(zhuǎn)掌握線路中，為何必需保證兩個接觸器不能同時工作？承受哪些措施可解決此問題？這些方法有何利弊，最正確方案是什幺？2、在掌握線路中,短路、過載、失、欠壓保護等功能是如何實現(xiàn)的?在實際運行過程中,這幾種保護有何意義?第十二頁 共12頁試驗五 組合規(guī)律電路的設計與測試一、試驗目的把握組合規(guī)律電路的設計與測試方法二、試驗原理1．使用中、小規(guī)模集成電路來設計組合規(guī)律電路較為常見。設計的一般步驟是：(1)依據(jù)設計任務的要求，列出真值表。用卡諾圖或代數(shù)化簡法求出最簡的規(guī)律表達式。依據(jù)規(guī)律表達式繪制規(guī)律圖，用標準器件構(gòu)建出實際電路。(4)用試驗結(jié)果驗證電路設計的正確性。2．組合規(guī)律電路設計舉例用“與非”門設計一個表決電路。當四輸入端中有三個或四個為“1”時，輸出端才能為“1”。設計步驟：依據(jù)題意列出真值表如表3-13-2中。表3-1D0000 000011111111A0000 111100001111B0011 001100110011C0101 010101010101Z0000 000100010111表3-2DA00011110BC0001111111101由卡諾圖得出規(guī)律表達式，并演化成“與非”〔數(shù)〕圖3-1所示。ZABCBCDACDABDABCBCDACDABD第十三頁 共12頁三、試驗設備與器件1．+5V直流電源。2．規(guī)律電平開關。3．0/1指示器。4．直流數(shù)字電壓表。5．繼電器。6．蜂鳴器。7．CC4011(或74LS00)，CC4013(或74LS20)。四、試驗內(nèi)容設計一個四人無棄權表決電路，多數(shù)贊成則提案通過。要求承受四／2輸入與非門按本文所述的設計步驟進展，直到測試電路的規(guī)律功能符合設計要求為止?！矓?shù)〕3—l 表決電路規(guī)律圖A、B、C、D的輸入端及開箱鑰匙孔信號E(例如1001)。當用鑰匙開箱時(E＝1)，假設(Z1＝1)(Z2＝1)。要求使用最少的與非門實現(xiàn)全部功能，檢測并記錄試驗結(jié)果。[提示]：當‘鎖’被翻開時，可用試驗箱所設的繼電器吸合并使LED發(fā)光二極管被點亮來表示；當未按規(guī)定按下開關鍵時，防盜蜂鳴器應鳴叫〔請參閱相關電路進展組合〕。設計一個對兩位無符號二進制數(shù)進展比較的電路；五、試驗預習要求依據(jù)試驗任務要求設計組合電路，并依據(jù)給出的標準器件畫出規(guī)律及電路圖。六、試驗報告列出試驗任務的設計過程，畫出所設計的電原理圖。對所設計的電路進展測試并記錄測試結(jié)果。組合電路的設計體會。第十四頁 共12頁一、試驗目的學習用集成觸發(fā)器構(gòu)成計數(shù)器的方法1／N分頻器二、試驗原理計數(shù)器為實現(xiàn)計數(shù)功能的時序部件，它不僅可用于計算脈沖數(shù)，還常用于數(shù)字系統(tǒng)的定時、分頻、執(zhí)行數(shù)字運算及其它特定規(guī)律功能之用。用D觸發(fā)器構(gòu)成異步二進制加、減計數(shù)器〔數(shù)〕圖6-1是用四只D觸發(fā)器構(gòu)成的四位二進制異步加法計數(shù)器，它的連接特點是將每只DT?Q端和高一位的CP端相連接。假設將〔數(shù)〕圖6-1稍加改動，馬上低位觸發(fā)器的Q端與高一位的CP端相連接，即構(gòu)成了一個四位二進制減法計數(shù)器。QQ74LS74QQ74LS74Vcc2RD2D

2SD2Q2Q74LS741RD1D 1CP1SD1Q

S R1QGND1 2 3 4 5 6 7

D CP74LS74雙D觸發(fā)器引腳功能及規(guī)律符號CPDCLKQDCLKQDCLKQDCLKQQQQQQ0Q1Q2Q0Q1Q2Q3實現(xiàn)任意進制計數(shù)假定已有N進制計數(shù)器，而需要得到一個M進制計數(shù)器時，只要M＜N，用復位法使計數(shù)器計數(shù)到M時置“0”，即獲得M進制計數(shù)器。如〔數(shù)〕圖6-474L