电工实验讲义讲解

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1、电工实验须知一、 实验课程的要求1. 掌握常用的电工测量工具（如万用表、电流表、电压表、功率表等电工仪表）的使用方法；初步掌握常用的实验仪器（如信号发生器、示波器、稳压电源、毫伏表等）的使用方法；2. 初步掌握实验中实验板（箱）的使用方法，学会按电路图正确连接实验线路与合理布线，并能够分析、排除一般实验故障。3. 学习观察实验现象，正确测量各种电参数，绘制图表、曲线，分析实验结果，正确撰写实验报告。4. 学习正确运用实验手段来验证一些定理和理论。5. 学习电工技术研究方法，培养处理实际问题的能力，具有根据实验任务确定方案，设计实验线路和正确选择仪器设备与实现的能力。6. 学会一般安全用电知识。

2、二、 实验环节电工学实验课分为三个环节，即课前预习、实验操作、课后整理、撰写实验报告。各环节具体要求如下：1. 课前预习要顺利地做好每个实验，使实验收到预期的效果，充分地预习准备是必要的，也能培养实验者良好的科学作风。（1） 认真阅读实验教材和有关理论知识，理解实验原理，明确实验目的和任务。（2） 看懂实验线路，熟悉实验内容、步骤和操作程序，并明确应记录哪些数据、观察哪些现象，填写哪些实验表格。（3） 了解实验设备及其使用的仪器的技术性能和操作方法。（4） 写好实验预习报告，画好实验记录的数据表格。实验报告纸采用规定的格式。为保证实验顺利、安全进行，学生经过认真预习后，才能参加实验，不预习者不

3、得进行实验。2. 实验操作电工学实验按照下列程序进行：1） 学生按时到达实验室，在实验室考勤记录上签字，然后按分组在指定的实验台上做实验。2） 教师在实验前讲授实验原理、要求与注意事项，学生要自觉遵守实验室的规章制度，并注意人身及设备安全。3） 学生按本次实验的仪器设备清单清点设备，注意仪器设备的类型、规格和数量，辅助设备是否齐全，同时了解设备的使用方法及注意事项。做好实验数据记录的准备工作。4） 连接实验线路。选用适当的导线，按实验要求将自己布置好的仪器设备连接起来。根据电路特点连接接线，接线一般采用“先串后并”，“先分后合”，“先主后辅”的原则。5） 线路接好后，不要急于通电，应该首先仔细

4、自查，经过自查无误并经过教师复查同意后，才能合上电源开始实验。实验过程中若发生事故，应该立即关断电源，报告指导教师，共同分析事故发生的原因。6） 实验小组应该适当分工，轮流担任操作、观察、读数、记录等工作。使每个同学都受到实验技能的训练。7） 按照实验指导书的实验步骤进行实验操作，观察实验现象，读取实验数据，认真记录并审查数据。8） 结束工作。完成全部规定的实验内容后，先不要急于拆除线路，而应先自行核查实验数据是否符合要求，然后再经教师复查并在预习报告上签字通过后，方可进行下列收尾工作：（1） 切断电源，拆除实验线路。（2） 做好仪器设备、桌面和环境的清洁整理工作。（3） 经过教师同意后方可离

5、开实验室。3. 撰写实验报告实验报告是对实验进行的全面总结。要用简明的形式将实验结果完整和认真地表达出来。实验报告采用标准的实验报告纸撰写，要求文理通顺，简明扼要，字迹端正，图表清晰，结论正确，分析合理，讨论深入。实验报告内容如下：实验名称，实验日期，实验组别，班级，实验者，学号，实验地点，指导教师。1） 实验目的2） 实验设备：包括实验所需的仪器与仪表的名称、型号、规格和数量等。3） 实验原理：包括实验原理说明，电路原理图和相关公式等。4） 实验内容和步骤：包括具体实验内容和要求，实验电路图与实验接线图，主要步骤和数据记录表格。实验者可按实验指导书上步骤编写，也可以根据实验原理由实验者自行编

6、写，但一定要按实际操作步骤详细如实地写出来。5） 数据记录、图表、分析计算：根据实验原始记录和实验数据处理，要求画出数据变革，整理实验数据。表中各项数据如果是直接读数，要注意用有效数字表示；如果是计算所得，必须列出所用公式。6） 实验结论与分析：根据实验数据分析实验现象，对产生得误差，分析其原因，得出结论，并将原始数据或经过计算的数据整理为数据表，用坐标纸描绘波形或画出曲线。对实验中出现的问题进行讨论、总结，得出体会、建议和意见。7） 问题回答：学生在实验后，应及时撰写实验报告，记录实验中产生故障的情况，说明故障排除的方法，按指定时间准时交报告。实验一 戴维南定理、叠加原理一 实验目的1. 了

7、解电工实验台的基本结构；掌握直流稳压电源以及直流电压表、电流表的正确使用方法。2. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。3. 验证叠加原理的正确性，加深对叠加定理的理解。4. 验证戴维宁定理的正确性，加深对戴维南定理的理解。掌握测量线性有源二端网络等效参数的一般方法。二 实验原理1. 基尔霍夫定律：（实验原理图，见图1-1）（1）基尔霍夫电流定律（KCL）：对于电路中的任一结点，在任何瞬间，通过此结点的电流的代数和恒等于零。结点电流方程为在列方程时，若规定流入结点的电流为正，则流出结点电流为负，（也可以相反规定）。（2）基尔霍夫电压定律（KVL）：在任何瞬间，电路任一回路内各部

8、分电压的代数和恒等于零。回路电压方程为在列方程时，若规定电压降正方向与回路绕行方向一致，取正号，相反则取负号。2. 叠加原理：（实验原理图，见图1-1）在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。对不起作用的电源处理：其中恒压源拿走，用短路线代替；恒流源拿走，用开路代替。叠加原理不适用于分析电路的功率。3. 戴维宁定理：（实验原理图，见图1-2）任何一个线性有源二端口网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势等于这个有源二端口网络的开路电压， 其等效内阻等于该网络中所有独立电源除源

9、后（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）从二端口看进去的等效电阻。和称为有源二端口网络的等效参数。三实验设备序号名 称型号与规格数量备 注1可调直流稳压电源030V可调1 （二路）实验台面板上2可调直流恒流源0500mA1实验台面板上3直流数字电压表0300V1实验台面板上4直流数字毫安表0500mA1实验台面板上5万用表16叠加原理实验电路板1HE-12实验箱7戴维宁定理实验电路板1HE-12实验箱8可调电阻箱099999.91HE-19实验箱四实验内容（一）、 验证基尔霍夫电压、电流定律与叠加原理选用实验箱“HE-12电路基础实验”中的“基尔霍夫定律/叠加原理”实验线路部分，如图1-A

10、-3所示。1. 先将操作台面板上的两组直流电压源分别调准输出电压值，使，。然后关断电源。2. 将两路直流稳压电源按图1-A-3接入电路。3. 测量仪表量程选择：在实验台面板上，将直流数字电压表的量程选择，直流数字电流表的量程选择。4. 熟悉电流插头的结构。将电流插头的红接线端插入数字毫安表(操作台面板上)的红（正）接线端，其黑接线端插入数字毫安表的黑（负）接线端。5. 测量各支路电流：先将操作台面板上的两组直流电压源接入实验板，然后打开电源。按表格“表1-A-1”的实验要求开始实验。将电流插头分别插入实验板线路中的三条支路的三个电流插座中，分别测量各个电流值、，并记入表1-A-1中。表1A1测

11、量项目实验内容(V)(V)(mA)(mA)(mA)(V)(V)(V)(V)(V)(V)单独作用单独作用、共 同 作 用6. 测量元件电压：用直流数字电压表按表格“表1-A-1”的实验要求分别测量各电压值，并记入表1-A-1中。注意：测量时，电压表的红（正）接线端插入实验线路板被测电压参考方向的高电位（正）端，黑（负）接线端插入被测电压参考方向的低电位（负）端。（二）、验证戴维宁定理被测有源二端网络选用“HE-12电路基础实验”实验箱中“戴维宁定理/诺顿定理” 实验线路部分，实验电路如图1-A-4(a)所示。1. 用开路电压、短路电流法测定戴维宁等效电路的电动势（）、内电阻按图1-A-4(a)接

12、入稳压电源和恒流源，将开关K投向负载电阻侧，但不接入。在电路中A、B两端测开路电压，记录于表1-A-2中；再将开关K投向左侧（短路A、B两端点），测量短路电流，记录于表1-A-2中。由表1-A-2的测量数据计算出。（注意：测时，不接入直流电流表，mA表。）表1-A-2（测量）（测量）（计算）2. 负载实验负载电阻选用：从HE-19元件箱中，选择两个十进制可调电阻“”和“”，将其串联作为负载电阻，按图1-A-4(a)所示接入实验电路处。通过改变电阻值（见表1-A-3），记录负载两端电压和负载电流于表1-A-3中。990900800700600500400300200100计算（仿真）计算（仿真）

13、测 量测 量表 1-A - 3 从HE-19元件箱中，选用按步骤“1”计算所得的等效电阻值（可以取510电阻近似代替等效电阻值）， 然后将其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压值）相串联，如图1-A-4(b)所示。仿照步骤“2”测其外特性，数据记录于表1-A-4中。表 1-A - 4（验证戴维宁定理）990900800700600500400300200100计算（仿真）计算（仿真）测 量测 量五实验注意事项1用电流插头插入电流插座测量直流电流时，或用直流电压表测量各电压降时，应注意仪表的极性，并正确判断测量值的正、负号。2. 测量时，注意电流表量程的适时更换。3改接线路时，要先关掉电源，再改接线路。六预习与思考题1如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量开路电压和短路电流？ 2说明测量有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。七实验报告要求1. 根据步骤1测量数据，选定实验电路中一个结点，验证基尔霍夫电流定律（KCL）的正确性；2. 根据步骤1测量数据，选定实验电路中一个闭合回路，验证基尔霍夫电压定律（KVL）的正确性；3. 根