电工技术与电子技术实验教程

1学生实验守则一、参加实验时应衣冠整洁。进入实验室后应保持安静，不要大声喧哗和打闹，妨碍他人学习和实验。不准吸烟，不准随地吐痰，不准乱扔纸屑与杂物。二、进行实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器操作规程。爱护仪器设备，节约实验器材，未经许可不得乱动实验室的仪器设备。三、注意人身安全和设备安全。若仪器出现故障，要立即切断电源并立即向指导教师报告，以防故障扩大。待查明原因、排除故障之后才可继续进行实验。四、要以严格、认真的科学态度进行实验，结合所学理论，独立思考，分析研究实验现象和数据。五、实验完毕后必须收拾整理好自己使用的仪器设备，保持实验台整洁，填写实验仪器使用记录。在归还实验仪器后，才能离开。六、违反实验室规章制度和仪器设备操作规程造成事故、导致仪器设备损坏者，将视情节轻重按实验室设备管理制度处理及赔偿。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn2电工电子实验室安全制度一、每个实验室要有专人担任安全员，负责本室的各项安全工作。并定期进行安全检查，发现问题及时向领导和有关部门汇报。二、实验室总电源应有专人负责，各分室电源应有指示灯指示。三、实验室内不准吸烟。要经常检查室内电源设备状况。各种用电设备使用完毕后要断开电源。四、实验室钥匙不能出借他人，实验室所有仪器设备的配置、维修、拆卸等都必须做好记录并严格遵守操作规程，非经有关人员许可不得擅自动用。五、每个实验室要配备必要的消防器材（灭火器、灭火栓），消防器材必须定期检查更换。任何人不得随意搬动、拆卸消防器材。六、工作人员离开时必须断开室内电源、水源，关好门窗。匪警电话110火警电话119校保卫处电话83209110PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn3实验报告要求实验前写好预习报告，预习报告要求见各实验章节，实验报告必须用规定的实验报告纸书写。实验报告需附由教师签字的原始数据纸方为有效。实验内容应有下列各项内容：一、实验目的二、仪器与设备三、原理简述（含实验原理图）四、内容与步骤（含测量数据）五、总结PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn4KHDG-1型电工技术实验装置使用说明本装置主要由电源控制屏、实验桌及基本实验组件挂箱组成一、DG01电源控制屏操作使用说明:电源控制屏为实验提供三相0-450V可调交流电源，同时可提供0～250V的单相可调交流电源。1．电源控制屏的启动（1）．控制屏需要三相四线制380V电源支持，先将其三相四芯插头接至墙壁上的三相电源插座，接通总电源。（2）．将三相自耦调压器的旋转手炳逆时针旋至零位。（3）．将电压表指示切换开关置于左侧（三相电网电压）。（4）．开启钥匙式电源总开关，红色按钮灯亮（即按钮“关”亮），同时，三只电压表指示出三相电网线电压之值。（5）．按下“启动”按钮，绿色按钮灯亮，红色按钮灯灭，同时三相可调交流电源的指示灯（红、黄、绿）亮，表明三相隔离变压器给三相自耦调压器供电的三相交流380V电源正常。2．可调交流电源输出电压的调节（1）．将指示切换开关置于右侧，三只电压表指针回到零位。（2）．按顺时针方向缓缓旋动三相自耦调压器的调节旋钮，三只电压表随之偏转，即指示三相可调电压输出端U、V、W两两之间的线电压值,调至所需的电压值，实验做完后将旋钮调回零位。二、电源控制屏的安全保护1．电源进线端设有一组10A三相四线电源保护开关，对人身安全起到一定程度的保障作用。2．控制屏设有三相隔离变压器三只，使实验强电输出与电网隔离开，对人身安全起到一定程度的保障作用。3．控制屏设有内漏电保护装置，当控制屏内有漏电现象，电压超过规定值时，保护系统立即动作，接触器释放跳闸，使隔离变压器前的线路有漏电现象，即切断总电源，以确保用电的安全。待漏电故障排除后，方可重新启动控制屏。（1）．控制屏设有外漏电保护装置，当三相隔离变压器至三相自耦调压器的线路、三相自耦调压器输出线路及实验过程中连线有漏电现象、电压超过规定值时，保护系统立即动作，同时蜂鸣器发出告警信号，控制屏正面左上方告警指示灯亮，接触器释放跳闸，切断总电源，以确保用电的安全。待漏电故障排除，按动控制屏正面左上方复位按钮后，告警指示灯灭，蜂鸣停止发出告警信号，可重新启动控制屏。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn5（2）．三相调压输出设有过流保护装置，当相与相短路或相与线间的电流超过3.5A时，保护体系立即动作，同时蜂鸣器发出告警信号，控制屏正面右上方告警指示灯亮，接触器跳闸切断总电源，故障排除后，按动控制屏右上方复位按钮，告警指示灯灭，告警信号停止，才可重新启动控制屏继续实验。三、DG04直流稳压电源、恒流源此挂箱需外接电源，使用前需检查电源插头是否接好。可提供两路直流稳压电源，一路直流恒流源。1．直流稳压电源的使用：两路直流稳压源共用一个电压指示表，两路电压源之间有显示切换开关。将“显示切换开关”按键弹起，数码表显示左侧可调UA的输出值；将“显示切换开关”按键按下，数码表显示左侧可调UB的输出值。调节“输出粗调”波段开关（分10V、20V、30V三档）定输出电压范围，再调节“输出细调”旋钮使之达到所需直流电压。2．直流恒流源的使用：将负载接到“输出”两端，开启恒流源开关，指示灯亮，数码管显示输出恒流之值。调节“恒流输出粗调”波段开关和“恒流输出细调”旋钮，可输出三档连续可调的恒定电流值。（三档满度为2mA、20mA、500mA）*实验完毕请关闭各电源开关PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn6电工技术实验一基尔霍夫定律和叠加原理一、实验目的1．加深对基尔霍夫定律、叠加原理的理解；2．学习掌握稳压电源、电压表、电流表的使用方法；3．掌握电压、电流的正确测量方法。二、实验仪器1．叠加原理实验电路2．直流稳压电源3．直流伏特表4．直流毫安表三、实验原理叠加原理：线性电路中，任一支路的电流（或电压）等于电路中各个电源单独作用时，在该支路中所产生的电流的（或电压）的代数和。所谓单独作用，即当一个独立源作用时，其它独立源应赋予零。怎样才算是独立源为零呢？只要在电路中把相应的独立电压源视为短路，将此电压源支路用短路线代替；独立电流源视为开路，将此电流源支路设为开路。某一电源单独作用时，若其它电源的内阻不能忽略，则其它电源的内阻要用与之相等的电阻代替。本实验中，设电压源为理想电压源，理想电压源模拟内阻为零。如图1，设定E1、E2共同作用时，各支路产生的电流分别为I1、I2、I3,；E1单独作用时，各支路产生的电流为I1ˊ、I2ˊ、I3ˊ；E2单独作用时，各支路产生的电流分别为I1″、I2″、I3″。根据叠加原理，应满足：I1=I1ˊ+I1″I2=I2ˊ+I2″I3=I3ˊ+I3基尔霍夫定律：（1）．电流定律（缩写为KCL），在任一时刻对电路中任何一节点来说，流入节点的电流总和等于流出该节点的电流总和；（2）．电压定律（缩写为KVL），在任一时刻，沿任一闭合回路绕行一圈，所有支路电压的代数和恒等于零。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn7图1叠加原理验证基尔霍夫定律和叠加原理的实验电路如图1所示，图中标出了各元件的电流和电压的参考正方向。若电流（电压）的实际方向与规定的正方向相同，电流值为正值；若电（电压）的方向与规定的正方向相反，电流值为负值。根据KCL定律，在任一节点处的电流应满足ΣI=0，根据KVL，任一闭合回路中的电压应满足ΣU=0。实验电路如图2，双向开关K1、K2控制电源E1、E2的接入或短路。在实验板上有电流测试断口，可将安培表串接进支路测试电流。图2实验电路其中R1＝1KΩ，R2＝510Ω，R3＝300Ω，R4＝200Ω，R5＝300Ω四、实验内容1．验证叠加原理及基尔霍夫电流定律将直流稳压电源的一路调至10V，另一路调至15V，调节时用直流伏特表测量并校正电源的输出电压（因直流伏特表的精度等级高于直流稳压电源上表头的精度等级）。按照图2连接电路，支路断路间用导线连接；测量电流时，将所需测量电流支路部分的连接导线拔出，将安培表串入电路测量。（1）．测量E1、E2共同作用时的各支路的电流值I1I2I3。I2K1R1E1R2E2R3R4R5K2I3FABCDEI1FDCFABEDCCEDI2″I1″R1R2R3R4R5I3″E2I2I1R1R2E1R3R4R5I3E2I2ˊI1ˊR1R2E1R3R4R5I3ˊABFABEPDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn8将K1、K2同时置于电源侧，用安培表测量各支路的电流I，记入表1。（2）．测量E1单独作用时，各支路的电流I1ˊI2ˊI3ˊ。将K1置于电源侧，K2置于短路侧，用安培表测量各支路的电流I′，记入表1。（3）．测量E2单独作用时，各支路的电流I1″I2″I3″。将K2置于电源侧，K1置于短路侧，用安培表测量各支路的电流I″，记入表1。表12．验证基尔霍夫电压定律测量E1、E2共同作用时各电压值，记入表2。表2五、总结1．根据表1的数据验证电流定律和叠加原理的正确性。2．比较表1与表3的数据，分析误差产生的原因。3．根据表2的数据验证基尔霍夫电压定律的正确性。预习报告要求：实验前复习本实验有关内容，根据实验电路计算表3的所列各值。（要求画出实验电路图并写出计算过程）表3测量验证I1（mA）I2（mA）I3（mA）E1、E2共同作用时I值E1单独作用时I′值E2单独作用时I″值UAB（V）UBC（V）UCD（V）UDE（V）UEF（V）UFA（V）UAD（V）计算数据UAB（V）UBC（V）UDE（V）UDA（V）I1（mA）I2（mA）I3（mA）PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn9实验二戴维南定理及电位概念一、实验目的1、通过实验验证戴维南定理；2、学会万用表的基本使用方法；3、掌握电压、电流的正确测量方法。二、实验仪器戴维南定理实验电路万用表三、实验原理戴维南定理：任何一个线性有源二端线性网络，都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻串联R0的电源来等效代替，如图1所示。其中电压源的电动势等于该网络的开路电压UOC，串联电阻R0等于该网络中所有独立源为零值时，所得网络的等效电阻。图1实验电路如图2（a）所示,虚线内为有源两端网络，图2(b)其等效电路，图2(c)为测其开路电压的电路，图2(d)为测等效电阻的电路。外电路ER0有源网络外电路abbaPDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn10其中R1＝300Ω，R2＝1KΩ，R3＝1KΩ，R4＝300Ω，R5＝51Ω或100Ω图2戴维南定理实验电路四、实验内容1．测量电位与电压（1）将直流稳压电源的输出调至9V，用伏特表校准。（2）按照图3接好电路，检查无误后打开电源开关。按照表1测量各点电位。图3DR5ACUR2R1R3R4BR5I5BUOCACDR1R2R3R4R5I5’R0CAB(a)(b)(c)(d)ACDR1R2R3R4U_+U_+E_+R0ACDR1R2R3R4BPDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn11表12．戴维南定理实验（1）．测量有源二端网络AC端负载R5支路的电流I5按照图2（a）连接电路，用直流电流表测量负载R5支路电流I5值，记入表2中；（2）．测量有源二端网络AC端的开路电压UOC按照图2(c)连接电路，即将负载电阻R5支路断开，用直流电压表测二端网络的开路电压UOC，记入表2中；（3）．测量有源二端网络的等效电阻RO将电压源支路的电源断开，用短路线取而代之，用万用表的欧姆档测量AC两端电阻RO（注意欧姆档要调零），如