電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教案講解

深理解所學(xué)的理論知識(shí)，更重要的是要訓(xùn)練他們的實(shí)驗(yàn)技能，樹(shù)立工程實(shí)際觀點(diǎn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，使他們能獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。二．對(duì)學(xué)生電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)技能的具體要求：2．能按電路圖接線，查線和排除簡(jiǎn)單的線路故障。4．能整理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制曲線并寫出整潔的、條理清楚的、內(nèi)容完整的實(shí)驗(yàn)三．電工學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程與方法;每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要經(jīng)歷預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和總結(jié)三個(gè)階段。每個(gè)階段都有明確的任務(wù)和要求。預(yù)習(xí)的任務(wù)是閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容要求、方法及實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出估計(jì)，選擇所用電表的量程，作出必要的估算，以便實(shí)驗(yàn)時(shí)及時(shí)檢驗(yàn)結(jié)有些儀器、設(shè)備僅憑閱讀資料難以掌握其使用方法，所以要到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)習(xí)。用理論去分析與解決實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問(wèn)題?？偨Y(jié)的任務(wù)是在實(shí)驗(yàn)完成后，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論，完成實(shí)驗(yàn)總本課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告分預(yù)習(xí)報(bào)告和總結(jié)報(bào)告兩部分。預(yù)習(xí)報(bào)告中應(yīng)寫明：理論計(jì)算式，計(jì)算值，必須回答的預(yù)習(xí)問(wèn)題，特殊注意事項(xiàng)。13．對(duì)數(shù)據(jù)、曲線的分析、說(shuō)明、結(jié)論等五．實(shí)驗(yàn)時(shí)的安全用電知識(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要杜絕電擊現(xiàn)象。電擊是人體中通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的一種劇烈的生理反映。輕則人體觸電部位麻木、痙攣，重則造成嚴(yán)重?zé)齻⑸踔了劳?。在?shí)驗(yàn)中引起電擊的主要原因是由于用電設(shè)備的破損或故障及操作不當(dāng)而誤觸110V、），因此，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：3．實(shí)驗(yàn)中，不可帶電改接電路，不可觸及電路的帶電部位。六．DGJ-1、2、3型電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介：三相四線制電源輸入，三相可調(diào)交流電源輸出，設(shè)有低壓直流穩(wěn)壓、恒流電源輸出。七．學(xué)生實(shí)驗(yàn)手則1．嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度及管理措施，執(zhí)行實(shí)驗(yàn)紀(jì)律。方法和步驟，認(rèn)真按要求進(jìn)行操作，不得在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做與本實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的事。驗(yàn)。違反操作規(guī)程造成儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)材料損壞者，將酌情賠償并視情節(jié)輕重進(jìn)行批評(píng)直4．嚴(yán)格遵守儀器設(shè)備的操作規(guī)程，設(shè)備發(fā)生故障應(yīng)立即停止實(shí)驗(yàn)，報(bào)指導(dǎo)教師和實(shí)5．進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室必須保持肅靜、整潔。不準(zhǔn)高聲談笑，不準(zhǔn)吸煙，不準(zhǔn)隨地吐痰，不準(zhǔn)亂拋紙屑雜務(wù)等。6．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要嚴(yán)肅認(rèn)真，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，經(jīng)指導(dǎo)教師簽字認(rèn)可后，不得抄襲偽造和涂改，否則按不合格處理。2實(shí)驗(yàn)一常用電工儀表的使用和電壓、電位測(cè)量1、熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)上各類電源及測(cè)量?jī)x表的布局和使用方法。2、掌握測(cè)量電路中各點(diǎn)電位的方法。電路中的參考點(diǎn)（零電位點(diǎn)）是任意選定的，實(shí)際上它是一個(gè)公共點(diǎn)。公共點(diǎn)的電位可以任意指定（一般指定為零）。以公共點(diǎn)的電位作為標(biāo)準(zhǔn)之后，其余各點(diǎn)的電位高低才2、電位的單值性和相對(duì)性點(diǎn)電位就不同，它們同時(shí)升高或降低了一個(gè)值，這就是電位的相對(duì)性。但任何兩點(diǎn)的電壓與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。注意同一電路上每次測(cè)量只能選一個(gè)參考點(diǎn)。3、用電壓表測(cè)量電位當(dāng)電壓表接在參考點(diǎn)與被測(cè)點(diǎn)之間，電壓表的讀數(shù)就是被測(cè)點(diǎn)的電位。當(dāng)電壓表的負(fù)4、電位的升高和降低在電阻上電位順著電流的方向降低。有電源的地方若電源與電流的方向一致，則電位在電路中可能有些點(diǎn)的電位相等，叫等位點(diǎn)。用導(dǎo)線將等電位點(diǎn)連起來(lái)，導(dǎo)線中不會(huì)有電流，同時(shí)其余各點(diǎn)電位以及其余部分的電流、電位也不會(huì)改變。四、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)步驟：3測(cè)量電位時(shí)，用負(fù)表筆接參考電位點(diǎn)，用正表筆接被測(cè)各點(diǎn)。若顯示正值，則表明該點(diǎn)電位為正；若顯示負(fù)值，此時(shí)應(yīng)調(diào)換萬(wàn)用表的表筆，然后讀出數(shù)值，此時(shí)在電位值之前應(yīng)加一負(fù)號(hào)，表明該點(diǎn)電位低于參考點(diǎn)電位。這是學(xué)生接觸電路實(shí)驗(yàn)的第一課，需要耐心操作、多次練習(xí)，鍛煉好電工實(shí)驗(yàn)基本功。4實(shí)驗(yàn)二測(cè)定電源和電阻元件伏安特性測(cè)定線性電阻元件，非線性電阻元件及電源的伏安特性，并繪制其特性曲線。掌握直流電壓表和直流電流表的使用方法。電阻元件的電阻值不隨其兩端的電壓或電流改變的，稱為線性電阻元件，它遵循歐姆定律。如果電阻元件的阻值隨著其兩端電壓或電流而改變，稱為非線性電阻元件，它不遵守歐姆定律。若把電阻元件上的電壓取為縱（或橫）坐標(biāo)，電流取為橫（或縱）坐標(biāo)，畫線性電阻伏安特性曲線圖非線性電阻伏安特性曲線非線性電阻元件，因?yàn)樗蛔裱瓪W姆定律，電壓與電流不成正比，其伏安特性是一條理想電壓源的端電壓與通過(guò)它的電流無(wú)關(guān)，是一個(gè)恒定值，不會(huì)因?yàn)樗B接的外電路負(fù)載不同而改變。而通過(guò)它的電流卻取決于它所連接的外電路。理想直流電壓源的伏安特性，如圖所示的直線實(shí)際的電壓源都具有一定的內(nèi)阻它可以用理想電壓流，實(shí)際直流電壓源的伏安特性曲線，如圖直線所示。圖5用直流電流表來(lái)測(cè)量直流電流時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：()應(yīng)將直流電流表串聯(lián)在待測(cè)電流的支路中；()若使用多量限的電流表，而它只有一條公用標(biāo)尺刻度時(shí)，讀數(shù)應(yīng)等于指針指示的刻度乘以倍率，它為量限與滿偏刻度的比值。用直流電壓表來(lái)測(cè)量直流電壓時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：()應(yīng)將直流電壓表并接在待測(cè)電壓的兩端；和量限之間。多量限的電壓表公用標(biāo)尺刻度的讀數(shù)方法與電流表相同。更換電壓表或電流表量限時(shí)，應(yīng)切斷儀表的電源，在實(shí)驗(yàn)中讀取儀表的讀數(shù)時(shí)，應(yīng)使視線與儀表的表面垂直。若表面有反射鏡的儀表，讀數(shù)時(shí)應(yīng)使指針與其鏡中影象重合，否則會(huì)引起較大的讀數(shù)誤差。測(cè)量線性電阻元件的伏安特性：源輸出電壓旋鈕置于最小位置。對(duì)應(yīng)的電流值記錄在表中。6表測(cè)量非線性電阻元件的伏安特性。()按圖接線，本次實(shí)驗(yàn)所用的非線性電阻元件為（汽車燈）燈泡。壓值，測(cè)量對(duì)應(yīng)的電流值，記入表中。表測(cè)量理想直流電壓源的伏安特性。()按圖接線，將直流穩(wěn)壓電源視作理想電壓源，取Ω,可變電阻器置電流值為表中所列的數(shù)值，測(cè)量對(duì)應(yīng)的理想電壓源的端電壓，記于表中。7表測(cè)量實(shí)際直流電壓源的伏安特性。()按圖接線，將直流穩(wěn)壓源與電阻取Ω相串聯(lián)來(lái)模擬實(shí)際直流電壓別為表中所列的數(shù)值測(cè)量對(duì)應(yīng)的實(shí)際電壓源端電壓，記入表中。電壓表為檔，電表實(shí)際電源直流穩(wěn)壓電源的輸出端不能短路。實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)是測(cè)量二極管的伏安特性，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生合理選擇儀表量程，正確選擇極性，并多次測(cè)量繪制出曲線。8驗(yàn)證基爾霍夫電壓定律驗(yàn)證基爾霍夫電流定律加深對(duì)電流、電壓參考方向的理解基爾霍夫電壓定律指出，任何時(shí)刻，沿電路中任一閉合回路繞行一周，各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即∑基爾霍夫電流定律指出，任何時(shí)刻，在電路的任一節(jié)點(diǎn)上，所有支路電流的代數(shù)和恒等于零，即∑電壓與電流的參考方向電流表反接，讀取讀數(shù)，數(shù)值為負(fù)值，說(shuō)明其參考方向與實(shí)際方向相反。疊加定理說(shuō)明，有幾個(gè)電源共同作用時(shí)，各支路的電流和電壓等于各個(gè)電源分別單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生電流（電壓）的代數(shù)和。直流可調(diào)穩(wěn)壓電源—直流電壓表按原理圖接線：Ω,Ω,電壓表選檔，電流表選檔。9、熟悉電流測(cè)試插孔板的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至毫安表的“，”兩端，倘若極性對(duì)，表針則反轉(zhuǎn)，則必須調(diào)換電流表極性，重新測(cè)量，此時(shí)指針正偏，但讀得的電根據(jù)圖中所示的電流和電壓的參考方向確定被測(cè)電流和電壓的正負(fù)號(hào)，將數(shù)據(jù)記錄入表和共同作用實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤差，試分析產(chǎn)生誤差的原因。提出建議實(shí)驗(yàn)操作較為簡(jiǎn)單，選擇回路的繞行方向以及實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系是本實(shí)驗(yàn)的2、進(jìn)一步熟悉電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用方法。直流可調(diào)穩(wěn)壓電源—直流數(shù)字電壓表—直流數(shù)字毫安表—單獨(dú)作用時(shí)，在該支路中所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。小時(shí)，可忽略不計(jì)，則去掉電源后，該處可用導(dǎo)線短接，如電源為電池、發(fā)電機(jī)、穩(wěn)壓電源等。若是電流源由于其內(nèi)阻很大，則應(yīng)將該處斷開(kāi)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：這時(shí)實(shí)驗(yàn)線路如圖4－2所示。拆除E2測(cè)量根據(jù)表4－1的測(cè)量數(shù)據(jù)，驗(yàn)證各支路電流及電壓是否符合疊加原理，即計(jì)算I1=I1’+I1”I2=I2’+I2”I3=I3’+I3”1、用電流插頭測(cè)量各支路電流時(shí)，或者用電壓表測(cè)量電壓降時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性，2、每次測(cè)量前都要注意儀表量程，并及時(shí)調(diào)整。電路中的功率是否可用疊加原理？為什么？試計(jì)算R3上的功率。實(shí)驗(yàn)總體難度不大，對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的熟悉程度和細(xì)節(jié)處理是做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)電流源及其外特性的認(rèn)識(shí)。掌握電流源和電壓源進(jìn)行等效變換的條件。電流源是除電壓源以外的另一種形式的電源，它可以產(chǎn)生電流提供給外電路。電流源可分為理想電源源和實(shí)際電源源（實(shí)際電流源通常簡(jiǎn)稱電流源），理想電流源可以向外電它的電流是恒值的，而是由與之相聯(lián)接的外電路確定的。理想電流源的伏安特性曲線如圖實(shí)際電流源當(dāng)其端電壓增加時(shí)，通過(guò)外電路的電流并非恒定值而是要減小。端電壓越高，電流下降得越多；反之，端電壓越低通過(guò)外電路的電流越大。當(dāng)端電壓為零時(shí)，流過(guò)外電路的電流最大，為。實(shí)際電流源可以用一個(gè)理想電流源和一個(gè)內(nèi)阻相并聯(lián)的電路模型表示。實(shí)際電流源的電路模型及伏安特性如圖所示。某些器件的伏安特性具有近似理想電流源的性質(zhì)。如硅光電池、晶體三極管輸出特性和集電極與基極間的電壓的關(guān)系如圖所示。由圖可見(jiàn)關(guān)系曲線的平坦部分具有恒流特性，當(dāng)在一定范圍變化時(shí)，集電極電流近乎恒定值，可以近似地將如圖所示。對(duì)于電壓源來(lái)說(shuō)，電阻兩端的電壓和流過(guò)的電流間的關(guān)系可表示或I=SRS對(duì)于電流源電路來(lái)說(shuō)，電阻兩端的電壓和流過(guò)它的電流的關(guān)系可表示為：UUI=ISSUURSS可見(jiàn)表達(dá)式與電流源電路的表達(dá)式是完全相同的，也就是說(shuō)兩種電源對(duì)外電路電阻是完全等效的。兩種電源互相替換對(duì)外電路將不發(fā)生任何影響。利用電源等效互換的條件可以很方便地把一個(gè)參數(shù)和的電壓源變換為一個(gè)參數(shù)U為I=S和的等效電流源；反之，也可以很容易地把一個(gè)電流源轉(zhuǎn)化成一個(gè)等效的S測(cè)試?yán)硐腚娏髟吹姆蔡匦?。此?shí)驗(yàn)在電壓—電流源等效變換單元板上進(jìn)行。按圖接好電路，其等效電路圖中和由雙路直流穩(wěn)壓電源提供，調(diào)節(jié)電位器使小到大依次調(diào)節(jié)電阻的值，記錄電流相對(duì)應(yīng)的讀數(shù)，填入表表測(cè)試實(shí)際電流源的伏安特性。調(diào)節(jié)使，改變使其分別為表中數(shù)值，記錄相對(duì)應(yīng)的值填入表中。表為根據(jù)電源等效變換的條件，圖()所示電流源，可以變換成一個(gè)電壓源，其參數(shù)等效電路如圖所示，按圖組成電路。其中由直流穩(wěn)壓電源提供（要用實(shí)驗(yàn)），表中的數(shù)據(jù)，驗(yàn)證實(shí)際電流源（圖)與實(shí)際電壓源（圖）直流可調(diào)穩(wěn)壓電源—可調(diào)直流恒流源—直流數(shù)字電壓表—直流數(shù)字毫安表—上的電阻器和可調(diào)電阻箱、在測(cè)電壓源外特性時(shí)，不要忘記測(cè)空載時(shí)的電壓值，測(cè)電流源外特性時(shí)，不要忘記、換接線路時(shí)，必須關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)。、直流儀表的接入應(yīng)注意極性與量程。在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證電壓源與電流源等效變換的條件，重點(diǎn)要讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中掌握電源外特性的測(cè)試方法。驗(yàn)證戴維南定理的正確性，加深對(duì)該定理的理解。戴維南定理指出，任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，總可以用一個(gè)電壓源與電阻相串聯(lián)的支路來(lái)代替，電壓源電壓等于有源二端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，其電阻等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立電壓源短路，獨(dú)立電流源開(kāi)路時(shí)的等效電阻。直流可調(diào)穩(wěn)壓電源—可調(diào)直流恒流源—直流數(shù)字電壓表—直流數(shù)字毫安表—上的可調(diào)電阻箱、電位器和戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路板、測(cè)量有源二端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓和等效電阻。按圖接線，取ΩΩΩ,測(cè)定開(kāi)路電壓和入端等效電阻并記錄測(cè)量結(jié)果。測(cè)量戴維南等效電源的外特性。穩(wěn)壓電源取得，從電阻器板極上取，負(fù)載電阻也從電阻器板上取，測(cè)量相應(yīng)的端電壓表按圖表格中記錄的數(shù)據(jù)繪制二端口網(wǎng)絡(luò)或戴維南等效電路的外特性曲線。實(shí)驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，關(guān)鍵在于教會(huì)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證戴維南定理。掌握有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓和入端等效電阻的測(cè)定。表內(nèi)阻，如萬(wàn)用表等高內(nèi)阻儀器，但當(dāng)?shù)淖柚递^大時(shí)，利用電壓表直測(cè)開(kāi)路電壓帶來(lái)的誤差較大，應(yīng)采用補(bǔ)償法測(cè)量開(kāi)路電壓較為準(zhǔn)確。補(bǔ)償法測(cè)二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓方法如上圖所示，變電阻器接成分壓器方式，為檢流計(jì)，當(dāng)檢流計(jì)示值為零時(shí)，被測(cè)點(diǎn)相測(cè)電壓即為開(kāi)路電壓。入端等效電阻的測(cè)定方法()其一，將有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨(dú)立電壓源′短接。獨(dú)立電流源處開(kāi)路，被測(cè)網(wǎng)絡(luò)成為無(wú)獨(dú)立源的二端網(wǎng)絡(luò)，然后在端口上加一給定電源電壓測(cè)量流入網(wǎng)絡(luò)的電,如圖所示。入端等效電阻此種方法僅適用于獨(dú)立電壓源的內(nèi)阻很小和獨(dú)立電流源內(nèi)阻()其二是開(kāi)路短路法，分別測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓和短路電流，則/,此方法雖然簡(jiǎn)單，但是對(duì)于不允許直接短路的()其三是采用半偏法，先測(cè)出有源二端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)()當(dāng)負(fù)載電阻等于等效電源內(nèi)阻時(shí)，負(fù)載將獲得最大功率。直流可調(diào)穩(wěn)壓電源—可調(diào)直流恒流源—直流數(shù)字電壓表—直流數(shù)字毫安表—上的可調(diào)電阻箱、電位器和戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路板開(kāi)路電壓，用直接測(cè)量法測(cè)量和利用補(bǔ)償法分別進(jìn)行記錄結(jié)果。入端等效電阻的測(cè)量，并記錄()外加電壓法，測(cè)量()開(kāi)路短路法，測(cè)量()半偏法，測(cè)量利用上圖，按實(shí)驗(yàn)原理一節(jié)所述，測(cè)出。電阻選取表中所列數(shù)值測(cè)量相對(duì)應(yīng)的分離電壓和電流值本實(shí)驗(yàn)中，指導(dǎo)學(xué)生使用電流表時(shí)，注意判別電流的極性和選取合適的量程。驗(yàn)證串聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)測(cè)定串聯(lián)諧振電路的諧振曲線利用示波器觀測(cè)串聯(lián)電路中電壓和電流的相位關(guān)系f01電路的品質(zhì)因數(shù)與諧振曲線當(dāng)串聯(lián)電路兩端的電壓一定時(shí)，電路中電流隨頻率變化的關(guān)系用曲線表示，稱串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，電感電壓與電容電壓均等于電路總電壓的倍，即,其中稱為電路的品質(zhì)因數(shù)，它是由電路參數(shù)確定。電源頻率高于諧振頻率時(shí)，電路呈感性，電路中的電流相位滯后于總電壓相位。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器交流毫伏表雙蹤示波器頻率計(jì)諧振電路實(shí)驗(yàn)電路板四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出，使，調(diào)節(jié)信號(hào)源頻率輸出，使得值最大，此時(shí)。將此頻率和測(cè)量的，值填入表中，然后在之上和之下分別選取幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)，將測(cè)量用示波器觀測(cè)串聯(lián)電路中電流和電壓的相位關(guān)系。、測(cè)試頻率點(diǎn)的選擇應(yīng)在靠近諧振頻率附近多取幾個(gè)點(diǎn)。、測(cè)量、數(shù)值前，應(yīng)將毫伏表的量限改大，而且在測(cè)量、時(shí)毫伏表的“”、實(shí)驗(yàn)中，信號(hào)源的外殼英語(yǔ)毫伏表的外殼絕緣。學(xué)生在直流電工實(shí)驗(yàn)鍛煉的基礎(chǔ)上，初次接觸交流電實(shí)驗(yàn)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)、歸納串聯(lián)諧振電路的特性。、研究串聯(lián)交流電路中總電壓與分電壓的關(guān)系。、研究并聯(lián)交流電路中總電流與分電流的關(guān)系。、研究電感性電路的功率因數(shù)以及并聯(lián)電容提高功率因數(shù)的方法。為試選擇電流表、功率表的量程三、實(shí)驗(yàn)儀表、設(shè)備交流電壓表交流電流表型號(hào)、規(guī)格數(shù)量 圖壓和鎮(zhèn)流器上的電壓，觀測(cè)電源電壓的分配情況圖以用并聯(lián)合適的電容器的方法來(lái)拉高日光燈電路的功率因數(shù)，電路中的功率因數(shù)測(cè)量方法功率表是用來(lái)測(cè)量電路的有功功率的，其測(cè)量如圖所示圖五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、按照電路圖接線經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后再通電。入下表、接入電容并逐步增加電容測(cè)量總電流電容電流燈管電流及總功率填入下表注意找出最小時(shí)的電容量、計(jì)算總等效電阻總阻抗鎮(zhèn)流器等效感抗等效電感電路功率因數(shù)φ用表格表示、總結(jié)串聯(lián)交流電路中各個(gè)電壓與總電壓的關(guān)系、總結(jié)并聯(lián)交流電路中各分電流與總電流的關(guān)系說(shuō)明并聯(lián)電容后哪些量變化哪些量不變?yōu)槭裁从孟嗔繄D說(shuō)明并聯(lián)后為什么總電流隨的增加而變化啟輝器啟輝器?A?**功率表接線柱框圖??NAALCRLL,注意學(xué)生用電和人身安全。、注意檢查啟輝器的接觸是否良好。一學(xué)習(xí)三相交流電路中負(fù)載的星形和三角形連接的方法。二驗(yàn)證三相對(duì)稱負(fù)載星形和三角形連接時(shí)負(fù)載的相電流、線電壓及相電流、線二實(shí)驗(yàn)儀表、設(shè)備序號(hào)序號(hào)名稱型號(hào)、規(guī)格數(shù)量三相自耦調(diào)壓器三相燈組負(fù)載交流電壓表或數(shù)字萬(wàn)用表—交流電流表—星形電路中電源電壓對(duì)稱，負(fù)載對(duì)稱的相電流等于線電流三角形負(fù)載電路中，電源電壓對(duì)稱，負(fù)載對(duì)稱時(shí)，相電壓等于線電壓本次實(shí)驗(yàn)中用三組相同的白熾燈作為三相負(fù)載在形接法的可以將三個(gè)白熾燈并聯(lián)，在三角形接法時(shí)，要注意白熾燈的額定電壓為，為使在三角形接法時(shí)不超過(guò)額定值，可以將三個(gè)白熾燈串聯(lián)后接入電路。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一連接星形電路如圖接時(shí)線電壓、相電壓、中線電流二連接三角形電路如圖測(cè)量負(fù)載對(duì)稱連接連接和負(fù)載不對(duì)稱連接連測(cè)量負(fù)載對(duì)稱時(shí)線電流、相電流并測(cè)量功率LLAAOONCLO’*C*BB測(cè)量線電流預(yù)留斷線處五指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)步驟一按圖接線測(cè)量相電流預(yù)留短線處經(jīng)教師檢查后通電測(cè)量’負(fù)載對(duì)稱負(fù)載不對(duì)稱各相功率相電壓線電流線電壓注不對(duì)稱負(fù)載關(guān)相一燈二按圖接線經(jīng)教師檢查后通電測(cè)量表格自擬一整理測(cè)量數(shù)據(jù)填入下表對(duì)稱稱三相總功率線電壓平移’相電壓平說(shuō)明連接時(shí)中線的作用并解釋為什么在三相四線制電路中線上不準(zhǔn)裝保險(xiǎn)絲和開(kāi)關(guān)的原因二整理測(cè)量數(shù)據(jù)填入下表三角形接法線電流平均值相電流平均值比值總功率用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明三角形連接時(shí)和的關(guān)系后通電”以及“先斷電，后拆線”的實(shí)驗(yàn)操作原則。熟悉示波器正弦波信號(hào)源的使用方法。電路除具移相特性之處，還具有選頻作用。電阻和電容及串并聯(lián)方式組成如圖所示電路時(shí)，當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波信號(hào)時(shí)，輸出電壓與輸入電壓只有當(dāng)，πU2UR21-U=U而當(dāng)為其它頻率時(shí)，輸出均小于-U，其性質(zhì)稱為選頻特性。1利用示波器將其輸入信號(hào)接入示波器輸入端，輸出接入示波器的輸入端，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)頻率在某一頻率時(shí)，此時(shí)示波器輸出電壓與輸入電壓為同相，且在信號(hào)發(fā)生器板示波器交流毫伏計(jì)頻率計(jì)選取μ接成串并聯(lián)電路，利用示波器調(diào)整信號(hào)發(fā)生器正弦波信號(hào)，并利用交流毫伏計(jì)將信號(hào)電壓調(diào)為，將接入示波器輸入端，將接入示波器輸入端，調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出1頻率，使示波器輸出為最大，記下此時(shí)信號(hào)源頻率，并與計(jì)算值f=相比較。1保持μ不變，改變?chǔ)?按步驟調(diào)節(jié)信號(hào)源，使示波器1輸出仍為最大，記下此時(shí)頻率，并與計(jì)算值f=相比較。1由于信號(hào)內(nèi)阻的影響，輸出幅度會(huì)隨信號(hào)頻率變化。因此在調(diào)節(jié)輸出頻率時(shí)，應(yīng)同時(shí)調(diào)節(jié)輸出幅度，使實(shí)驗(yàn)電路的輸入電壓保持不變。實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生進(jìn)一步熟悉示波器和函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用方法，整理實(shí)驗(yàn)中測(cè)量數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象，并與計(jì)算結(jié)果比較，讓學(xué)生能夠說(shuō)明選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性。讓學(xué)生掌握單相變壓器的銘牌數(shù)據(jù)。測(cè)定變壓器繞組的同名端。變壓器的銘牌上，有原繞組（初級(jí)繞組）的額定電壓和額定電流，副繞組（次級(jí)繞組）的額定電壓和額定電流、額定容量、額定頻率等。額定容量是指副繞組的額定電壓和額定電流的乘積，如果變壓器有好幾個(gè)副繞組，額定容量指這些副繞組額定電壓和額定電變壓器的空載特性，在變壓器原邊繞組加上額定電壓，副邊繞組開(kāi)路時(shí)原繞組的電流，通常為原繞組額定電流的—。小容量變壓器的空載電流略大一些。測(cè)得的功率為空載損耗，主要是鐵芯損耗(,≥≥),鐵芯損耗包括渦流損變壓器的輸出特性，變壓器原副繞組都具有內(nèi)阻抗，即原邊電源電壓不變，副變?chǔ)铡?duì)于電阻性或電感性負(fù)載。隨負(fù)載電的增大而減小。各繞組上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電壓極性相同的端鈕。根據(jù)同極性端鈕，可以正確連接變壓器短路，鐵芯中的磁通密度與其所加額定電壓相比小得多。鐵損是很小的?？梢院木褪亲儔浩黝~定運(yùn)性時(shí)的銅損耗。根據(jù)變壓器的空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)得的鐵損和銅損，可以求得變壓器額定運(yùn)行時(shí)效率為P變壓器的電壓比是變壓器的電流比是；變壓器的阻抗變換是交流電壓表只交流電壓表只可變電阻器個(gè)交直流調(diào)壓器臺(tái)綜合適配器個(gè)單相功率表只燈炮負(fù)載套臺(tái)額定電流額定電流額定功率額定電流額定電流額定功率額定功率原邊：額定電壓副邊：額定電壓輸出特性（阻性負(fù)載）測(cè)量項(xiàng)目測(cè)量項(xiàng)目直流法注意：調(diào)壓器必須從零開(kāi)始閉合電源，然后逐步將電流增大到高壓側(cè)額定電流從中逐選幾點(diǎn)。最后達(dá)到倍額定電流。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)短路曲線變比計(jì)算性和外特性，從而加深對(duì)變壓器相關(guān)電學(xué)知識(shí)的理解。實(shí)驗(yàn)十三三相異步電動(dòng)機(jī)的使用和起動(dòng)學(xué)習(xí)測(cè)量電機(jī)絕緣電阻的方法。正確聯(lián)接異步電機(jī)的三相繞組，并使電機(jī)起動(dòng)和實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。學(xué)習(xí)判斷三相異步電動(dòng)繞組首、末端的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和額定值。了解電動(dòng)機(jī)銘牌中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的確切含義，是合理選擇并正確使用三相異步電動(dòng)機(jī)的前(1)型號(hào)：我國(guó)目前已設(shè)計(jì)出系列新產(chǎn)品，它是國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的異步電動(dòng)機(jī)，即取代系列異步電動(dòng)機(jī)，系列電動(dòng)機(jī)具有高效、節(jié)能、特性好及低噪聲等優(yōu)點(diǎn)。功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。這種電機(jī)所代表的意義如下面框圖所示：┬┬┬┬────┬┬┬┬磁極數(shù)長(zhǎng)機(jī)座第二種鐵心長(zhǎng)度磁極數(shù)長(zhǎng)機(jī)座第二種鐵心長(zhǎng)度機(jī)座中心高（毫米）異步電動(dòng)機(jī)│圖(2)電壓和接法：電壓是指電機(jī)定子經(jīng)攻組應(yīng)接的額定線電壓；接法是指在額定線電壓下三相繞組的正電機(jī)可在線電壓為時(shí)工作，并應(yīng)接成三角形△;也可在線電壓為時(shí)工作，并應(yīng)接成星形。(3)電流：I指電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率并輸出額定功率時(shí)定子的額定線電流。銘牌有時(shí)標(biāo)出兩種額定電流值，它們與繞組的不同接法相對(duì)應(yīng)。(4)轉(zhuǎn)速：電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的額定轉(zhuǎn)速以”轉(zhuǎn)／分”為單位。通常比相應(yīng)的同步轉(zhuǎn)(5)功率。電機(jī)從電源吸取的功率不等于額定功率，這里有一個(gè)電機(jī)效率問(wèn)題。如額定輸出機(jī)械功左右，隨電機(jī)種類及容量大小而不同。(6)功率因數(shù)Φ。Φ電壓左右，空載或輕載運(yùn)行情況。(7)工作方式（或稱定額）為充分民揮電機(jī)的潛力，電機(jī)按持續(xù)運(yùn)行時(shí)間劃分工作方式。分為連續(xù)，短時(shí)和重復(fù)連續(xù)工作方式表示這種電機(jī)可以按銘牌上規(guī)定的功率長(zhǎng)期連續(xù)使用。短時(shí)工作方式，表示這種電機(jī)不能連續(xù)使用在額定功率輸出時(shí)只能按銘牌規(guī)定短時(shí)間運(yùn)行。重復(fù)短時(shí)工作方式，表示這種電機(jī)不能在額定功率輸出時(shí)連續(xù)運(yùn)行，只能按規(guī)定時(shí)(8)絕緣等級(jí)和溫升：出標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度的數(shù)值。在使用電氣設(shè)備時(shí)，其絕緣程度的好壞對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行有密切關(guān)系。絕緣程序的好壞可以用絕緣電阻的高低來(lái)衡量。由于設(shè)備受熱、受潮等原因，會(huì)使絕緣電阻降低，甚至可能造成設(shè)備外殼帶電和出現(xiàn)短路事故。所以在使用期間應(yīng)做定期絕緣電阻的檢查。如果一臺(tái)電機(jī)長(zhǎng)期沒(méi)有使用，使用前則必須做絕緣電阻的檢查。絕緣電阻的檢查不能不普通的歐姆表（如萬(wàn)用表的電阻擋）進(jìn)行。而應(yīng)用兆歐表（也兆歐表，而測(cè)定額定電壓高于繞組的絕緣電阻時(shí)，則應(yīng)選用的兆歐表。(2)測(cè)量絕緣電阻前必須切斷電機(jī)的電源，并做兆歐表自檢。自檢的方法是先將兆歐表二端線開(kāi)路，緩慢搖動(dòng)兆歐表手柄，表針應(yīng)指到“∞”處接一下，表針應(yīng)指到零處。如果不是這樣，說(shuō)明兆歐表自身有故障必須檢查修理方能用。(3)測(cè)量絕緣電阻時(shí)，將兆歐表端鈕、分別接至待測(cè)絕緣電阻處，如測(cè)量對(duì)地絕緣電阻，則應(yīng)將接地（如電機(jī)外殼）(4)兆歐表要平放，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄的轉(zhuǎn)速要均勻（轉(zhuǎn)／分）。電動(dòng)機(jī)繞組首、末端的判別。哪根是末端，這是對(duì)電機(jī)進(jìn)行正確接線的前提。判定異步電動(dòng)機(jī)繞組首、未端有多種方(1)串燈法：首先，用一個(gè)燈泡與交流電源串聯(lián)后，去碰觸任意引出線，能使燈泡發(fā)亮的兩根引出線顯然是屬同相繞組，這樣可將六根引出線分成三相繞組。然后，任意規(guī)定一相繞組的首、末端（如、并將另一相（如相）的任意規(guī)定一相繞組的一端與相聯(lián)，將串聯(lián)起來(lái)的這二相繞組的加外兩端接到低壓電源上其余那一相（相）的兩端接燈泡，當(dāng)合上開(kāi)關(guān)后，燈泡發(fā)亮，可斷定與相聯(lián)的那一端即為該相的首端如燈泡不亮，則為未端。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。本實(shí)驗(yàn)方法的原理可簡(jiǎn)述如下：如、二相繞組是首、末端相聯(lián)，通入交流電后所組相繞組不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，燈泡當(dāng)然不亮，如圖所示。(2)電流表法（或萬(wàn)用表法）用萬(wàn)用表電阻檔或?qū)㈦姵嘏c電流表（毫安表或微安表）串聯(lián)的辦法，可以從六個(gè)引出線中判定哪二根引線是所同一相的。然后規(guī)定任意一相（如相）繞組的二端接上毫安表（或萬(wàn)用電表直流毫安最小量程檔在接通開(kāi)關(guān)S的的瞬間，若表頭指針正向擺，則電流表負(fù)所接的引線與電池正所接的引線端是同性端（即同為首端或末端用同樣的辦法可以判定第三相的首、末端。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和反轉(zhuǎn)。動(dòng)，即將電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接入額定電壓的電源上。異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向相同，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于繞組與電源接線的相序。因此改變?nèi)嗬@組與電源聯(lián)接的相序就可達(dá)到改變?nèi)喈惒饺?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟熟悉異步電動(dòng)機(jī)的外形結(jié)構(gòu)及各引線端，記錄銘牌數(shù)據(jù)。測(cè)量三相不電機(jī)的絕緣電阻。表相間絕緣相間絕緣絕緣電阻相與機(jī)殼絕緣絕緣電阻相與相相與機(jī)殼相與相相與機(jī)殼相與相相與機(jī)殼判定三相繞組首、末端。本實(shí)驗(yàn)所用電機(jī)上標(biāo)有首、末端，故本實(shí)驗(yàn)可用串燈法和電流表法驗(yàn)證標(biāo)號(hào)是否正確。實(shí)驗(yàn)分別按圖和圖接線。按銘牌要求，將電機(jī)正確接線（本實(shí)驗(yàn)臺(tái)所配電機(jī)為三角形接法并按圖接斷開(kāi)負(fù)荷開(kāi)關(guān)，改變電機(jī)與電源接線的相序（置換任意三相接線中二相閉合開(kāi)關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)向與前是否相反。三相異步電動(dòng)機(jī)一臺(tái)；萬(wàn)用表（或直流微安表）一塊；直流穩(wěn)壓電源五、思考題(1)電動(dòng)機(jī)的額定電壓與電機(jī)接線方法有什么關(guān)系？(2)分析用電流表法定判定三相判繞組首、末端方法的道理。間很短，所以指導(dǎo)學(xué)生在電機(jī)接通電源的瞬間讀取電流表指針偏轉(zhuǎn)的最大讀數(shù)。很多學(xué)生實(shí)驗(yàn)十四三相異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制用繼電接觸控制電路對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)控制。二、實(shí)驗(yàn)原理點(diǎn)動(dòng)控制電路主要由按鈕、接觸器組成。如圖所示。實(shí)驗(yàn)前，先將三相交流調(diào)壓電源后保持不變，切斷三相交流電源，按圖所示點(diǎn)動(dòng)控制線路進(jìn)行安裝接線。接線時(shí)，先接主電路再接控制電線圈得電，這時(shí)，接觸器常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合電動(dòng)機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)；松開(kāi)起動(dòng)按位，接觸器線圈失電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。如此按下、松開(kāi)起動(dòng)按鈕，使電動(dòng)機(jī)斷續(xù)通電，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。所示的自鎖線路進(jìn)行接線。切斷三相交流電源，按圖所示的自鎖線路進(jìn)行接線。點(diǎn)動(dòng)控制只能在按下按鈕時(shí)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開(kāi)按鈕就停止運(yùn)行，為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)得電運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)并聯(lián)在上的常開(kāi)輔助頭也閉合，這樣即使松開(kāi)按鈕，常開(kāi)觸位，但接觸線圈仍然有電流通過(guò)，因此，電動(dòng)機(jī)可繼續(xù)運(yùn)行。這種依靠接觸自身輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合而使線圈保持通電的作用稱為“自鎖（或“自?！逼鹱枣i作用的觸頭稱為自鎖觸頭。為使自鎖后的電機(jī)可以停車，在接觸器線圈電路中再串入一個(gè)帶常閉觸頭的停止按保護(hù)環(huán)節(jié)過(guò)載保護(hù)通常采用熱繼電器。注意：熱繼電器與熔斷器兩者在電路中所起的作用不同，兩者不能互相代替，在保護(hù)環(huán)節(jié)中，它們互相補(bǔ)充，都不可缺少。失壓和欠壓保護(hù)：電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行由于外界原因突然斷電又重新供電，在未加防范的情況下容易出現(xiàn)事故，因此在控制電路中應(yīng)有失壓保護(hù)環(huán)節(jié)。確保斷電后，在工作人員沒(méi)有重新操作的情況下，電機(jī)不能得電。如電源電壓太低，會(huì)影響電機(jī)的正常運(yùn)行（電磁轉(zhuǎn)矩），于彈簧的作用，動(dòng)鐵芯復(fù)位，使主電路斷，并推動(dòng)自鎖斷開(kāi)，電機(jī)新恢復(fù)正常供電時(shí)，接觸器線圈不能自行通電，電動(dòng)機(jī)不能自行起動(dòng)。只聯(lián)鎖的環(huán)節(jié)幾只控制電器通過(guò)輔助觸頭之間相互聯(lián)接實(shí)現(xiàn)彼此之間相互聯(lián)系又相互制約的作用叫相互“聯(lián)鎖”。實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制的觸頭叫聯(lián)鎖觸頭。繼電接觸控制電路通過(guò)接觸器、繼電器之間的圖相互聯(lián)鎖，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備按生產(chǎn)工藝進(jìn)行工作，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及保護(hù)的重要環(huán)節(jié)。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)三相異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制電路，說(shuō)明聯(lián)鎖環(huán)節(jié)的作用。相序即可。這可以通過(guò)二個(gè)接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖所示：三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟在接線之前，先接通三相交流調(diào)壓電源，將交流電壓調(diào)到