电路与电子技术实验.ppt

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1、 三相交流电路电压 电流的测量 正弦稳态交流电路相量的研究 教师 高俊侠 电路与电子技术实验 认识实验 叠加原理 戴维南定理 用三表法测量电路等效参数 三相交流电路电压 电流的测量 认识实验 叠加原理 正弦稳态交流电路相量的研究 互感电路的测量 双口网络测试 电路分析基础实验 教师 高俊侠 三相交流电路电压 电流的测量 认识实验 叠加原理 正弦稳态交流电路相量的研究 三相鼠笼式异步电动机正 反转继电 接触控制 单相铁芯变压器特性的测试 教师 高俊侠 电工技术 实验 三相交流电路电压 电流的测量 认识实验 叠加原理 正弦稳态交流电路相量的研究 教师 高俊侠 电工技术 实验 认识实验 实验课要求

2、电工测量基本知识 电工技术实验台 的使用 实验的重要性 科技工作者的基本功之一 重要的教学内容 巩固和加深理解电路理论相关知识 通过正确选用实验方法 进行常用电工电路的连接 测试和误差分析等诸多的教学环节的训练使同学能更加理论联系实际 培养学生实事求是的科学作风 积极探索和努力创新精神 进行良好的素质训练 实验的重要性 一 课前认真做好预习 书面完成预习报告 实验课要求 实验名称实验目的原理说明实验设备实验内容 多画一个原始数据记录表格 实验注意事项预习思考题 二 课上在教师的指导下独立完成实验 要求 认真听讲 提供预习报告 安全操作 接线 严禁带电接线 换线 拆线布线合理 长短合适 颜色搭配

3、 接线牢靠设备 仪器 仪表等选好初始工作状态 通电前请老师查线 故障处理 先断电 请老师处理 教师在原始数据纸上签字后再拆线 实验结束后的整理工作 仪器复归原位 切断电源开关 整理导线 清理桌面 对数据做初步分析 及时发现问题 整理实验数据绘制要求绘制的曲线 波形图等计算误差并分析误差原因完成实验总结及问题讨论写出心得体会及其他 一份完整的实验报告 用学校统一的实验报告纸装订在一起每人一份下次实验时交 四 实验评分标准 每个实验满分15分 包括 预习 2分 预习报告和预习相关内容 作风 2分 纪律和考勤 报告 4分 完成实验报告的情况 效果 7分 操作 整理 结果等 实验考试 实际操作考试 总

4、成绩 平时成绩 70 考试成绩 30 一 电工测量仪表的分类 电工测量基本知识 二 仪表误差 三 仪表使用常识 一 电工测量仪表的分类 直读式 1 按照被测量的种类分类 2 按工作原理分类 1 误差的分类 二 仪表误差 基本误差 正常使用条件下 由于结构和工艺等原因产生的误差 本身固有 附加误差 偏离正常使用条件 温度 湿度 波形 频率 放置方式及周围杂散磁场 而产生的误差 外界因素影响 2 误差的表达方式 绝对误差 测量值与被测量的真值之间的差值 相对误差 绝对误差与被测量的真值之比值 基本误差 绝对误差与量程的比值的百分数 相对额定误差 最大绝对误差与量程的比值的百分数 最大基本误差 3

5、影响测量准确的因素 环境 当时的温度 湿度 所处的高度 纬度等 设备 使用的仪器 仪表准确程度 通常用准确度衡量 人为 测量方法 仪器 仪表的使用 仪表的准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的 根据国家标准GB7676 87规定 电流表 电压表准确度为 0 05 0 1 0 2 0 3 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 5 0共11个等级功率表 无功功率表分为 0 05 0 1 0 2 0 3 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 5等10个等级欧姆表分为 0 05 0 1 0 2 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 5 0 10 20等12个等级 三 仪表使用

6、常识 1 仪表的正确连接 电流表 电流表与负载串联使用为一表多用及仪表的安全 采用电流插头与插座配合使用进行测量 电压表与负载并联使用 电压表 DG05 电压线圈 电流线圈 功率表用功率表测量功率 电压线圈与负载并联电流线圈与负载串联同名端相连 电压线圈 电流线圈 操作按钮 2 仪表量程的正确选择 仪表在使用时要注意选择合适的量程 数字式仪表出现最高位显示 1 其余位无数字 表明所选量程过小 称为 溢出 此时改换一较大量程即可 指针式仪表测量值在满偏刻度2 3以上读数较准确 尽量用同一块仪表进行测量 指针式仪表 基本技能 实测值 指针偏转刻度值 倍率 3 仪表的正确读数 数字式仪表 直接读取显

7、示数字 与量程无关 当量程与满刻度成整数倍时直接读数 电工技术实验台 的使用 电源控制屏 实验桌 实验挂件箱 使用时注意 使用前后均应放在零位 三相调压器手轮 显示仪表 三相电源的火线和地线 认识实验 叠加原理 实验课要求 仪表使用常识 电工技术实验台 的使用 叠加原理 实验课要求 二 课上在教师的指导下独立完成实验 要求 一 课前认真完成预习报告 另附一张原始数据记录表 认真听 别说话 操作时 要安全 通电前 先查线 出故障 先断电 签字后 再拆线 结束后 要整理 测数据 要分析 签名时 查报告 三 课后根据实验指导书要求完成实验报告 一份完整的实验报告 用学校统一的实验报告纸装订在一起每人

8、一份下次实验时交 四 实验评分标准 每个实验满分15分 包括 预习 2分 预习报告和预习相关内容 作风 2分 纪律和考勤 报告 4分 完成实验报告的情况 效果 7分 操作 整理 结果等 实验考试 实际操作考试 总成绩 平时成绩 70 考试成绩 30 一 电工测量仪表的分类 直读式 1 按照被测量的种类分类 仪表使用常识 2 按工作原理分类 二 仪表的正确连接 电流表 电流表与负载串联使用为一表多用及仪表的安全 采用电流插头与插座配合使用进行测量 电压表与负载并联使用 电压表 DG05 功率表用来测量有功功率 电压线圈与负载并联电流线圈与负载串联同名端相连 电压线圈 电流线圈 操作按钮 电压线圈

9、 电流线圈 三 仪表量程的正确选择 仪表在使用时要注意选择合适的量程 数字式仪表出现最高位显示 1 其余位无数字 称为 溢出 指针式仪表测量值在满偏刻度2 3以上读数较准确 尽量用同一块仪表进行测量 指针式仪表 基本技能 实测值 指针偏转刻度值 倍率 四 仪表的正确读数 数字式仪表 直接读取显示数字 与量程无关 电工技术实验台 的使用 电源控制屏 实验桌 实验挂件箱 使用时注意 使用前后均应放在零位 三相调压器手轮 显示仪表 三相电源的火线和地线 一 实验目的 验证线性电路叠加原理 加深对线性电路叠加性和齐次性的认识和理解 掌握数字式电压表 电流表的使用方法 特别是正确选用量程 了解实验设备中

10、电流插头 插座的使用 加强对电路中电压 电流参考方向的理解和运用能力 叠加原理 二 原理说明 叠加原理 在线性电路中 任何一个支路的电流和电压均是由电路中各个电源单独作用时在该支路产生电流及电压的代数和 线性电路的齐次性 当激励信号 某独立源的值 增加或减小K倍时 电路的响应 即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值 也将增加或减小K倍 三 实验内容 线性电路验证叠加原理 齐性定理 非线性电路验证叠加原理 齐性定理 叠加原理实验电路板 直流数字毫安表 直流数字电压表 直流稳压电源 四 实验设备 两路直流电源 12V 6V 开关控制电源是否作用 五 实验注意事项 用电流插头测电流时 注意仪表

11、的极性 及数据 号的记录 接线柱红正 黑负 正确处理电路中的电源开关 不作用的电压源必须除掉 数字式电压表和电流表直接读数 注意仪表量程的及时更换 一 实验目的 验证戴维南定理的正确性 加深对该定理的理解 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法 戴维南定理 二 原理说明 戴维南定理 将复杂电路 含源的二端网络 等效为电压源 具体内容为 任何一个线性有源二端网络 对外电路而言 都可以用一个电压源与电阻串联的支路等效代替 电压源的电压数值和极性等于有源二端网络的开路电压U0 其内阻等于有源二端网络中所有独立电源为零 US 0 理想电压源短路 IS 0 理想电流源开路 时的等效电阻 例 有源二端网络

12、等效参数的测量方法 开路电压 短路电流法 在有源二端网络输出端开路时 用电压表直接测其输出端的开路电压Uoc 然后再将其输出端短路 用电流表测其短路电流Isc 则内阻为 用开路电压 短路电流法测定戴维南等效电路的UOC和R0 三 实验内容 负载实验按下图改变RL阻值 测有源二端网络的外特性 直流数字毫安表 直流数字电压表 直流稳压电源12V 戴维南定理实验电路板 可调直流恒流源 四 实验设备 注意测量时 电流表量程的更换 五 实验注意事项 改接线路时 要关掉电源 用三表法测量电路等效参数 一 实验目的 掌握用交流电压表 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法 掌握功率表的接法和使用 二

13、 原理说明 根据U I P三个参数定出等效参数 现在的几种等效电路 计算的基本公式 阻抗的模 电路的功率因数 等效电阻 等效电抗 测U I P参数 阻抗性质的判别方法 并联电容法若电流表的读数增大 则被测阻抗为容性若电流表的读数减小 则被测阻抗为感性 串联电容法若被测阻抗的端电压下降 则为容性若被测阻抗的端电压上升 则为感性 三 实验内容 将负载Z分别换成 15w白炽灯R4 7 f电容器C电感线圈LL与C串连L与C并联测量I P和阻抗性质 多量程仪表的倍率 实测值 读数 倍率 使用时注意 实验前后均应放在零位 三相调压器手轮 15w白炽灯 开关均断开 电感L 四 实验设备 量程按下 显示线电压

14、值 操作步骤 五 实验注意事项 功率表的正确接线和使用 先判断阻抗性质 再根据性质画出等效电路图 再计算等效参数 交流市电220V 注意安全 注意三相调压器旋柄的使用 通电前找老师查线 正弦稳态交流电路相量的研究 研究正弦稳态交流电路中电压 电流相量之间的关系 一 实验目的 掌握日光灯线路的接线及日光灯工作原理 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法 二 原理说明 在单相正弦交流电路中 各支路电流值和电压值之间满足相量形式的基尔霍夫定律 即 RC串联电路中 之间满足直角三角形关系 日光灯线路图 日光灯管 镇流器 启辉器 补偿电容 日光灯 swf 三 实验内容 白炽灯R 15w 220v电容C

15、2 2 f 400v通市电交流220v R C串联电路 验证电压三角形关系 220 日光灯线路接线及电路功率因数的改善 使用时注意 实验前后均应放在零位 三相调压器手轮 15w白炽灯 开关均断开 四 实验设备 量程按下 显示线电压值 多量程仪表的倍率 实测值 读数 倍率 镇流器 量程按下 操作步骤 电流插座 起辉器 日光灯管 可变电容 交流市电220V 注意用电及人身安全 五 实验注意事项 功率表要正确接入电流插头电路 日光灯点亮后再插入电流插座进行测量 线路接线正确 日光灯不能启辉时 检查启辉器及其接触是否良好 通电实验以前必须请教师查线 互感电路的测量 一 实验目的 掌握互感电路同名端 互

16、感系数以及耦合系数的测量方法 研究两个线圈相对位置的改变 以及用不同材质作线圈芯时对互感的影响 将2 4两端相连 N1加电压u1 N2开路 二 原理说明 判断互感线圈同名端的方法 交流法 若则1 3是同名端 若则1 4是同名端 两线圈互感系数M的测定 互感法 N1加电压u1 N2开路 其感应电动势为N2加电压u2 N1开路 其感应电动势为则 耦合系数K的测定 三 实验内容 自制表格 用交流法测定互感线圈的同名端 将N1与N2同心式套在一起并在两线圈中插入铁芯 从零开始微调自耦调压器 使电流表的电流为0 8A 测 和 判断同名端 测定互感系数M 将上图电路拆除2 4连线 测 将N2测加电压 使电

17、流为0 8A 测 0 8 0 8 给定线圈电阻R1 2 R2 15 由2的测量结果并利用计算出L1和L2 再由计算K值 计算耦合系数K 观察互感现象 3 用铝棒替代铁棒 重复 1 2 观察现象 1 将铁芯抽出和插入 观察现象 2 两线圈远离和靠近 观察现象 四 实验设备 五 实验注意事项 调整流过线圈N1和N2的电流为0 8A 电流表用1A量程且红色按键按下 实验前后自耦调压器都应在 0 位 前3个实验中 都是小线圈N2套在大线圈N1中并插入铁芯 三相交流电路电压 电流的测量 一 实验目的 掌握三相负载作Y接 接的方法 验证两种接法下线 相电压 线 相电流之间的关系 理解三相四线供电系统中中线

18、的作用 二 原理说明 三相对称负载作Y接时 三相四线制接法时 可省去中线三相对称负载作 接时 不对称三相负载作Y接时 必须采用Y0接法 不对称三相负载作Y接时 不对称三相负载作 接时 三 实验内容 三相负载作Y接 负载作 接 四 实验设备 三相负载作Y接 中线电流插座 相电流插座 三相负载 负载作 接 测线电流插座 测相电流插座 三相负载 分清测量相 线电流的电流插座 五 实验注意事项 采用三相交流市电 注意人身安全 每次接完线 由教师查线后 方可通电 遵守 先接线 后通电 先断电 后拆线 的原则 多量程指针仪表读数时别忘了乘倍率 注意用同一快表测量 交流电流表不超过1A量程 双口网络测试 一

19、 实验目的 加深理解双口网络的基本理论 掌握直流双口网络传输参数的测量技术 二 原理说明 黑盒理论 双口同时测量法 对于任何一个线性网络 我们所关心的往往只是输入端口和输出端口电压和电流间的相互关系 通过实验测定的方法求取一个极其简单的等值双口电路来替代原网络 式中 A B C D为双口网络的传输参数 其含义是 令I2 0 即输出端口开路时 令U2 0 即输出端口短路时 只要在网络的输入口加上电压 在两个端口同时测量其电压和电流 即可求出A B C D四个参数 以U2和I2为自变量 U1和I1为应变量 得双口网络的传输方程 两个双口网络级联后的传输参数与每一个参加级联的双口网的传输参数之间有如

20、下关系 分别测量法 然后在输出口加电压测量 而将输入口开路和短路 此时可得 令I2 0 令I1 0 令U2 0 令U1 0 R1O R1S R2O R2S分别表示一个端口开路和短路时另一端口的等效输入电阻 至此 可求出四个传输参数 先在输入口加电压 而将输出口开路和短路 在输入口测量电压和电流 由传输方程可得 三 实验内容 按同时测量法分别测定两个双口网络的传输参数 将两个双口网络级联后 用两端口分别测量法测量级联后等效双口网络的传输参数 双口网络实验电路板 直流数字毫安表 直流数字电压表 四 实验设备 五 实验注意事项 注意判别电流表的极性及选取适当量程 两个双口网级联时 应将双口网 的输出

21、端与双口网 的输入端连接 单相铁芯变压器特性的测试 一 实验目的 了解交流铁心电路的基本电磁关系和变压器的基本原理 学会辨别变压器的绕组极性 学习变压器的外特性测量方法 二 实验内容 用交流法判别变压器绕组的极性 25V 开路 则 1 3 两点是变压器的同名端 分别测量 则 1 4 两点是变压器的同名端 25V 开路 则 1 4 两点是变压器的同名端 分别测量 则 1 3 两点是变压器的同名端 实验变压器 1 2 3 4 测量变压器的外特性 36V 分别测出负载为开路 1个灯泡和2个灯泡时的并记入自拟数据表格 绘制变压器外特性曲线 负载 3 4 2 1 实验变压器 三 实验注意事项 调压器首先

22、调至零位 再通电 注意及时更换仪表量程 注意人身安全 出现异常应先断电 一 实验目的 三相鼠笼式异步电动机正 反转继电 接触控制 了解接触器 热继电器 按钮等电器的结构 功能及其使用方法 学习继电 接触控制线路的接线 检查及操作 加深对电气控制系统各种保护 自锁 互锁等环节的理解 学会分析 排除继电 接触控制线路故障的方法 二 原理说明 前后 上下 左右 进退等运动的生产机械中 均采用正 反转继电 接触控制 控制回路中常用接触器辅助触头实现自锁和互锁控制 复合按钮动作规律 按下 动断触头先断 动合触头后合 松手 动合触头先断 动断触头后合 熔断器作短路保护 热继电器实现过载保护 最常见故障发生

23、在接触器上 控制电路的读图方法 先读主电路 再读辅助 控制 电路 主电路是指给电动机供电的那部分电器 以传递能量为主 电流较大 控制电路是由接触器线圈 辅助触点 继电器 按钮及其他控制电器组成的电路 用以完成信号传递及逻辑控制 并按一定规律来控制主电路工作 电流较小 读主电路时 可自下而上 也可自上而下读控制电路时 应注意电源是如何引入的 2 正 反转直接起动控制 控制电路 主电路 三 实验内容 四 实验注意事项 分两步接线 先接控制电路 控制电路工作正常后断电再接主电路注意人身安全 电机 形接法 先接控制电路再接主电路 吸引线圈 控制触头 按钮 三 实验内容 1 单方向直接起动控制 选做 线电压220V 操作控制回路起动按钮SB2使电机起动操作控制回路停止按钮SB1使电机停止观察电动机和接触器动作情况 相关理论知识的复习 认真做好课前预习 预习内容包括 阅读实验指导书 设计实验电路 利用所学理论知识进行一些必要的计算 书面完成预习报告 指针式功率表其倍率为 欧姆表 测量值越接近中间位置 准确度越高