电工学实验指导书

《电工学实验指导书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学实验指导书（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 电电工学工学实验实验（I）华南师范大学物理与电信学院电路分析、电工实验室200831目 录电工实验概述 （2）实验一 电路元件伏安特性的测定 （6）实验二 叠加原理验证 （9）实验三 正弦稳态交流电路相量研究 （11）实验四 三相交流电路负载的连接 （15） 实验五 单相变压器实验 （18）2电工实验概述 一实验前的准备工作1认真预习实验指导书及教材中的有关部分，通过预习，充分了解本次实验的目有原理步骤和仪器的使用方法，并将实验目的基本原理实验电路实验数据填写的表格写画在实验报告上。2进入实验室后，要熟悉电工综合实验台实验装置的结构及电源配备情况，选中本实验所用电源及接通电源时各开关动作顺序

2、。按指导书所列仪器清单，挑选所用实验电路板及测量仪表单元板，检查所用其他仪器设备是否齐全和符合实验要求。 二 根据实验电路图，联接实验电路 1导线的长短和两端接头种类的选择要合适，联接导线应尽可能少用， 并力求简捷清楚，尽量避免导线间的交叉。接头要插紧，每个接线柱上最好 不要多于二个播头。图 01 画出了实验电路图及两种不同的接线方法，显然图 01（C）接线方法较好。2一般应先接串联电路,后接并联回路;或先接主电路,后接辅助电路,最后 接通电源电路。 3任何负载应先经过开关和保险才能和电源联接,并根据负载电流的大小 选择保险丝。 4线路接好后,先由同组同学做好复查工作,再经经教师检查,方可接通

3、电源。5实验过程中,如需改变接线,必须先切断电源,待改完线路并再次进行检查3后,方可接通电源继续进行实验。 6为避免电路过渡过程冲击电流表和功率表电流线圈而损坏仪表,一般电 流表和功率表电流线圈并不接死在电路中,而是通过电流测量插口来代替它。这 样既可以保护仪表不受意外损坏,并且可以提高仪表的得用率。电流测量插口是 专门为电流表方便地串入电路而设计的。插口两极是用插头制成。当将电流插 头插入插口时,插头的绝缘层将电路切断,又通过电流表将电路接通,从而达到测 量电路电流的目的。当将插头拨出插口时,电路又自动闭合。三数据的观测与记录观测并记录实验中的现象和数据是实验过程中最主要的步骤,必须认真仔细

4、地进行。 1测量数据前的试做检查为保证实验结果的正确,接通电路以后,不要忙于马上测量数据,而要先大致 试做一遍,主要观察各被测量的变化情况和出现的现象是否与理论预料结果相符, 如果出现非正常情况,应及时找出原因进行处理。试做过程还可以发现仪表种类 和量程选择是否合适,设备的放置及操作是否方便等。若有问题都应在正式实验 之前解决。 2 数据的测量与记录试做无问题就可以读取数据,如果要测某一变化曲线,测量点的数目和间隔应 选得合适。被测量的最大值或最小值相应的点一定要测出；在变化曲线的较弯 曲处，测量点应选得密一些，变化曲线较平滑处，测量点可取得稀一些。测量 点要分布在所研究的整个范围内，不要仅局

5、限于某一小部分。测量点的选择， 在试做时就要给予考虑。图 0-2 是合理选择测量点的一个例子。 利用指针式仪表测量数据时，目光应正对仪表（对有反射镜的仪表，在看 到指针与它在镜中的影像重合时方可读数） 。一般指针式仪表可读出三位有效数 字，未位数字根据指针在小格中的位置来估计。实验数据应记在事先列好的数据表格中，一 定要注明被测量的名称单位。保持定值的量可单 独记录。 四 安全用电1实验中应严肃认真细心地进行测试，因 电压一般在 220-380 伏左右，所以不得用手触及未 经绝缘的电源或电路中的裸露部分。在接线拆线 和改接线路时均应切断电源。 2闭合或断开闸刀开关时应迅速果断，同时 用目光监视

6、仪表和电机设备有无异常现象。例如， 有无指针反偏或超量程现象，有无发热冒烟电4机转速过高等现象。如果有这些现象应立即切断电源，停止实验，并进行检查。3电源接通后，应培养单手操作习惯，能用单手操作的尽量不用双手操作， 以防双手触及线电压电路。 4万一出现某种事故，应迅速切断电源，本实验台上有一桔红色“急停” 按钮，按下此钮将会迅速切断电源（在正常情况下不要随便按动此钮，以影响 实验的正常进行）。五 实验总结与报告1实验后，应先核对实验数据是否齐全合理，并经教师审核，以便在电路拆除前有核对和重新测量的机会。拆除线路前应首先切断所有电源，然后逐 一拆除线路，并将仪器工具导线放置整齐。 2实验报告的内

7、容应包括： （1）实验目的与要求。 （2）实验原理（主要画出实验电路及写出计算公式） 。 （3）整理实验数据，计算实验结果及绘制特性曲线。实验曲线应绘制在坐 标纸上，并标明坐标轴所代表的物理量 单位。绘制曲线时，应用光滑细线 条连接，不能用曲折线连接，不要强求曲线通过所有的实验数据点。图 0-3 给 出了（A） （B） 图 0-3 实验曲线的绘制二种绘制实验曲线的方法，其中图 0-3（A）的绘制方法是正确的。 （4）回答实验指导书中提出的间题；总结实验中的心得体会和对实验的改 进意见。 3实验报告与上述要求相差较大时，指导教师可退还学生，并指定学生重 做。实验报告应在做下一个实验前交给指导教师

8、批阅，逾期不交者应停止参加 下一个实验。六关于有效数字及实验数据的运算处理5在许多情况下，测量仪表的指示位置不一定恰好与表盘刻度线相符合，这 就需要用估计法来读取最后一位数，这个估计出来的数字称为存疑数字（或欠 准数字） ，超过一位存疑数字的估计是没有意义的。存疑数字前面的几位数字称 为可靠数字。可靠数字加上未位的存疑数字称为有效数字。在记录有效数字时 应注意以下几点： 1有效数字的位数与小数点无关。例如 1326 与 13.26 都是四位有效数字。2 “0”在数字之间或数字之未，均算作有效数字，在数字之前不算是有效 数字。例如 1.054.50 都是三位有效数字，而 0.450.015 只是

9、二位有效数字。 还要注意 3.5 和 3.50 的意义是不同的，前者中的“3”是可靠数字， “5”是存 疑数字；后者“3”和“5”均可靠数字， “0”是存疑数字。故 3.50 中的“0” 是不能省略的。 3对于较大的数，有效数字的记法采用指数形式，以 10 的方次前面的数 字代表有效数字。例如：4.5102 ，5.8103 等分别为二位及三位有效数字 5.80103 不能与成 5.8103 。对于很小的数，例如：0.0036 可写成 3.610-3 。4进行数字运算时，应注意只保留一位存疑数字，它后面数字完全可以省 去，在去掉第二位存疑数字时要用四舍五入的方法。例子 44.6+3.67=？ 式

10、中第一个数的“6”是存疑数字，第二个数的“7”是存疑数字（在数字 下面加一横表示） ，做加法时有446 + 3674827因为 44.6 中的“6”是存疑数字，所以“6”加“6”进位后的“2”也一定 是存疑的，而它后面的“7”更是存疑数了。舍去第二位存疑数字时，按四舍五 入的原则， “7”应进上一位，故 446 + 3 .67=48.3 例 2 12.361.35=？式中有疑数字有四位，应只保留一位，去掉第二位存疑数字“8”时，应进 上一位故 12361.35=16.7 一般说来，几个数相乘或相除时，最后结果的有效数字位数与几个数中有 效数字位数最少的那个数相同。6实验一 电路元件伏安特性的测

11、定一、 实验目的（1） 熟悉直流电流电压表、电流表及万用表的使用方法 （2） 增强对线性、非线性电阻及电源伏安特性的感性认识。 （3） 学会绘制实验曲线。二、 原理说明电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件的电流之间的函 数关系。线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律，其伏安特性曲线是一条 过坐标原点的直线；非线性电阻元件的阻值不是常量，其器伏安特性不是 直线。实际电源的伏安特性是指实际电压源（或实际电流源）的输出电压、电 流关系曲线。由于直流稳压电源的内阻很小，可近似看作恒压源。 测量电压时应该将电压表并联在被测元件两端，测量电流时应该将电 流表串联在被测电路中，测量直流时应严格注意选择

12、正确的极性和合适的量 程。三、 实验设备表 1-1序号名称型号与规格数量 备注1直流稳压电源0-30V 可调一路2直流数字电压表0-200V 1 3直流数字毫安表0-200mV 14电阻100/5W 15可变电阻箱 099999.91四、 实验内容1. 元件伏安特性的测试7（1） 将 200 电阻作为待测元件 R1,按图 1-1(a)所示电路接线，将稳压 电源输出电压调至 0V,逐步改变输出增加到 10V,每隔 2V，记下电压表和对 应电流表读数，填入表 1-2. 表 1-2 U/V 0 2 4 6 810 I/mA（2） 改变图 1-1（a）的连接如图 1-1(B) 电路所示，按上述步骤重做

13、一 次，并将测量数据填入表 1-3.表 1-3 U/V 0 2 4 6 810 I/mA2、电源伏安特性的测定（1）按图 1-2 所示电路接线，图中用可变电阻箱作可调电阻。（2）断开开关 S，通过测量电压 UAC，并调节直流稳压电源，使电源电 压的输出为 15V；合上开关 S，调节电阻箱使电流表指示分别为 10mA、20mA、30mA、40mA、50mA，并测量相应的电压值 UAC，将测试 数据记入表 1-4。8表 1-4I/mA 0 10 20 30 4050UAC/V五、 实验报告a)根据实验内容与步骤，记录各项测试数据。 b)用坐标纸分别绘制电阻、电压源的伏安关系。 c) 根据测量数据，

14、用公式表示电阻、电压源的端电压 U 与电流的关系。 d) 讨论表 1-2 和表 1-3 的数据有何差别？为什么会出现这些差别？ e)总结直流电压表和电流表的使用方法和使用中要注意的问题。9实验二 叠加原理的验证一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加原理的认识和理 解。二、原理说明叠加原理指出：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源单独作用时在该元件上 所产生的电流或电压的代数和。10图 2-1 三、实验设备序号名称型号与规格数量 备注1直流稳压电源0-30V 可调二路2万用表 1 3直流数字电压表0-200

15、V 14直流数字毫安表0-200mV 15迭加原理实验电路板 1四，实验内容 实验线路如图 2-1 所示，用 “基尔夫定律/叠加原理”线路。 1将两路稳压源的输出分别调节为 12V 和 6V，接入 U1 和 U2 处。 2令 U1电源单独作用（将开关 K1投向 U1侧，开关 K2投向短路侧。 ）用 直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表 2-1。 表 2-1测量项目实验内容U1（V）U2（V）I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB（V）UCD（V）UAD（V）UDE（V）UAE（V）U1单独作用U2单独作用U1U2共同作用2U2单独作用3令 U2电源单独作用（将开关 K1投向短路侧，开关 K2投向 U2侧） ，重 复实验步骤 2 的测量和记录，数据记入表 2-1。F114令 U1和 U2共同作用（开关 K1和 K2分别投向 U1和 U2侧） ，重复上述 的测量和记录，数据记入表 2-1。 5将 U2的数值调至12V，重复上述第 3 项的测量并记录，数据记入表 2-1。五，实验注意事项1用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确叛断测得值的“，-