電工電子技術(shù)1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

電工電子技術(shù) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容 第一次實(shí)驗(yàn) 基爾霍夫定律和疊加定理第一次實(shí)驗(yàn) 基爾霍夫定律和疊加定理 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性 加深對(duì)基爾霍夫定律的理解 2 驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性 加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解 3 學(xué)會(huì)用電流插頭 插座測(cè)量各支路電流的方法 二 原理說明二 原理說明 基爾霍夫定律是電路的基本定律 測(cè)量某電路的各支路電流及多個(gè)元件兩端的電壓 應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律和電壓定律 即對(duì)電路中的任一節(jié)點(diǎn)而言 應(yīng)有 I 0 對(duì) 任何一個(gè)閉合回路而言 應(yīng)有 U 0 疊加定理指出 在有幾個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中 通過每一個(gè)元件的電流或 其兩端的電壓 可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的 代數(shù)和 線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵(lì)信號(hào) 某獨(dú)立源的值 增加或減小 K 倍時(shí) 由該激勵(lì)產(chǎn) 生的響應(yīng) 即在電路其他各電阻元件上所建立的電流和電壓值 也將增加或減小 K 倍 運(yùn)用上述定律時(shí) 必須注意預(yù)先設(shè)定電流的參考方向和電壓的參考極性 三 預(yù)習(xí)思考題三 預(yù)習(xí)思考題 根據(jù)圖 2 1 或圖 2 2 所示電路 計(jì)算各支路電流和各電阻兩端電壓 并計(jì)入表中 利用 DGJ 03 實(shí)驗(yàn)掛箱上的 基爾霍夫定律 疊加原理 線路 天煌實(shí)驗(yàn)臺(tái)按圖 2 1 接 線 求是實(shí)驗(yàn)臺(tái)按圖 2 2 接線 圖 2 1 6 6V V U U1 1 R RR R R R R RR R 1 12 2 3 3 4 45 5 5 51 10 0 5 51 10 0 5 51 10 0 3 33 30 0 1 1K K A A B B C C D D E E F F 1 12 2V V U U2 2 I I1 1I I2 2 I I3 3 mmA A F 510 510 A C 1k B DE I1I2 I3 S1 VD S3 330 510 6 0 S2 R4R5 R3 R2R1 圖 2 2 被測(cè)量 計(jì)算值 I1 mA I2 mA I3 mA E1 V E2 V UR1 V UR2 V UR3 V UR4 V UR5 V E1 單獨(dú)作用 E2 單獨(dú)作用 E1 E2 共同作 用 四 實(shí)驗(yàn)設(shè)備四 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注 1直流數(shù)字毫安表1 2直流數(shù)字電壓表1 3直流穩(wěn)壓電源6V 12V1 4可調(diào)直流穩(wěn)壓電源0 30V1 5疊加原理實(shí)驗(yàn)電路板1DGJ 03 或或 DG05 五 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容五 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 實(shí)驗(yàn)前先設(shè)定三條支路的電流參考方向 如圖中的 I1 I2 I3所示 并熟悉線路結(jié)構(gòu) 掌 握各開關(guān)的操作使用方法 2 熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu) 將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的 兩端 注意思靠紅 線接 時(shí)選擇的參考方向 3 用直流數(shù)字電壓表測(cè)量電壓值時(shí) 注意預(yù)先標(biāo)明各電壓的極性 記錄 號(hào) 自行設(shè)計(jì)電路驗(yàn)證齊次性 比例性 疊加性和成立范圍 設(shè)計(jì)表格記錄好一切數(shù)據(jù) 后分析處理數(shù)據(jù) 從而加深對(duì)定理的理解 六 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)六 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1 所有需要測(cè)量的電壓值 均以電壓表測(cè)量的讀數(shù)為準(zhǔn) 不以電源指示為準(zhǔn) 2 防止電源兩端短路 3 注意儀表量程的更換 七 實(shí)驗(yàn)報(bào)告七 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一節(jié)點(diǎn) 驗(yàn)證 KCL 的正確性 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一閉合回路 驗(yàn)證 KVL 的正確性 3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 分別舉例驗(yàn)證疊加性 齊次性 線性與非線性是如何體現(xiàn) 4 誤差原因分析 5 心得體會(huì)及其它 第二次實(shí)驗(yàn) 第二次實(shí)驗(yàn) 戴維寧定理戴維寧定理 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 學(xué)會(huì)使用 EWB 分析設(shè)計(jì)電路 2 設(shè)計(jì)驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性 通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)這兩個(gè)定理的理解 二 實(shí)驗(yàn)原理二 實(shí)驗(yàn)原理 1 任何一個(gè)線性含源網(wǎng)絡(luò) 如果僅研究其中一條支路的電壓和電流 則可將電路的其余部 分看作是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò) 或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò) 戴維寧定理指出 任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò) 總可以用一個(gè)等效電壓源來代替 此電壓 源的電動(dòng)勢(shì) EO等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓 UOC 其等效內(nèi)阻 RO等于該網(wǎng)絡(luò)中所有 獨(dú)立源均置零 理想電壓源視為短接 理想電流源視為開路 時(shí)的等效電阻 Req EO和 RO 稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù) 2 有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)的測(cè)量方法 1 開路電壓 短路電流法 測(cè) EO和 RO 在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開始時(shí) 用電壓表直接測(cè)其輸出端的開路電壓 UOC 然后再將 其輸出端短路 測(cè)其短路電流 ISC 則 等效電壓源的電動(dòng)勢(shì) EO UOC 等效內(nèi)阻為 RO UOC ISC 若有源二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻值很低時(shí) 則不宜測(cè)其短路電流 此時(shí)可采用下面的伏安法 2 伏安法 測(cè) EO和 RO 用電壓表 電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖 3 1 所示 根據(jù)外特性曲線求出斜 率 tg 則內(nèi)阻 RO tg U I UOC ISC 用伏安法 主要是測(cè)出開路電壓 UOC和電流為額定值 IN時(shí)的輸出端電壓值 UN 等效電壓源的電動(dòng)勢(shì) EO UOC 等效內(nèi)阻為 RO UOC UN IN 3 零示法 測(cè) EO 在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時(shí) 用電壓表進(jìn)行直接測(cè)量會(huì)造成較大的 誤差 為了消除電壓表內(nèi)阻的影響 往往采用零示測(cè)量法 如圖 3 2 所示 零示法測(cè)量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較 當(dāng)穩(wěn)壓電源 的輸出電壓與電源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時(shí) 電壓表的讀數(shù)將為 0 然后將電路斷開 測(cè)量此時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓 即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓 4 半電壓法 測(cè) RO 如圖 3 3 所示 當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)開路電壓一半時(shí) 負(fù)載電阻 RL 由電阻箱的 讀數(shù)確定 即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值 三 預(yù)習(xí)內(nèi)容三 預(yù)習(xí)內(nèi)容 1 設(shè)計(jì)出能證明戴維南定理和諾頓定理成立的實(shí)驗(yàn) 被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)參考如圖 3 4 2 利用計(jì)算機(jī)仿真軟件分析所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路 并記錄需要的數(shù)據(jù) 四 實(shí)驗(yàn)設(shè)備四 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 序號(hào)名稱型號(hào)和規(guī)格數(shù)量備注 1直流數(shù)字毫安表 1 2直流數(shù)字電壓表1 3可調(diào)直流穩(wěn)壓電源0 30v1 4可調(diào)直流恒流源1 5戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路板1 6電位器 1K 1 DGJ 05 或 DG05 7可變電阻箱0 99999 9 1DGJ 05 或 DG09 五 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容五 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 在實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn) 步驟自擬 六 注意事項(xiàng)六 注意事項(xiàng) 1 防止電壓源兩端短路 2 防止恒流源兩端開路 3 測(cè)量時(shí) 注意儀表量程的及時(shí)更換 4 改接線路時(shí) 要關(guān)掉電源 七 實(shí)驗(yàn)報(bào)告七 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪圖 驗(yàn)證定理的正確性 2 歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 3 心得體會(huì)及其它 第三次實(shí)驗(yàn) 第三次實(shí)驗(yàn) 三相交流電路電壓 電流的測(cè)量三相交流電路電壓 電流的測(cè)量 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 掌握三相負(fù)載作星形聯(lián)接 三角形聯(lián)接的方法 驗(yàn)證這兩種接法下線 相電壓及 線 相電流之間的關(guān)系 2 充分理解三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用 二 原理說明二 原理說明 1 三相負(fù)載可接成星形 又稱 接 或三角形 又稱 接 當(dāng)三相對(duì)稱負(fù)載作 Y 形聯(lián)接時(shí) 線電壓 UL是相電壓 Up的倍 線電流 IL等于相電流 Ip 即3 UL IL Ip P U3 在這種情況下 流過中線的電流 I0 0 所以可以省去中線 當(dāng)對(duì)稱三相負(fù)載作 形聯(lián)接時(shí) 有 IL Ip UL Up 3 2 不對(duì)稱三相負(fù)載作 Y 聯(lián)接時(shí) 必須采用三相四線制接法 即 Yo接法 而且中線必須 牢固聯(lián)接 以保證三相不對(duì)稱負(fù)載的每相電壓維持對(duì)稱不變 倘若中線斷開 會(huì)導(dǎo)致三相負(fù)載電壓的不對(duì)稱 致使負(fù)載輕的那一相的相電壓過高 使負(fù)載遭受損壞 負(fù)載重的一相相電壓又過低 使負(fù)載不能正常工作 尤其是對(duì)于三相照 明負(fù)載 無條件地一律采用 Y0接法 3 當(dāng)不對(duì)稱負(fù)載作 接時(shí) IL Ip 但只要電源的線電壓 UL對(duì)稱 加在三相負(fù)載3 上的電壓仍是對(duì)稱的 對(duì)各相負(fù)載工作沒有影響 三 實(shí)驗(yàn)設(shè)備三 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注 1交流電壓表0 500V1 2交流電流表0 5A1 3萬用表1自備 4三相自耦調(diào)壓器1 5三相燈組負(fù)載220V 15W 白熾燈9DGJ 04 6電門插座3DGJ 04 四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 三相負(fù)載星形聯(lián)接 三相四線制供電 按圖 4 1 線路組接實(shí)驗(yàn)電路 即三相燈組負(fù)載經(jīng)三相自耦調(diào)壓器接通三相對(duì)稱電源 將三相調(diào)壓器的旋柄置于輸出為 0V 的位置 即逆時(shí)針旋到底 經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后 方可開啟實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源 然后調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出 使輸出的三相線電壓為 220V 并按下述內(nèi) 容完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn) 分別測(cè)量三相負(fù)載的線電壓 相電壓 線電流 相電流 中線電流 電 源與負(fù)載中點(diǎn)間的電壓 將所測(cè)得的數(shù)據(jù)記入表 4 1 中 并觀察各相燈組亮暗的變化程度 特別要注意觀察中線的作用 圖 4 1 表 4 1 開燈盞數(shù)線電流 A 線電壓 V 相電壓 V 測(cè)量數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 負(fù)載情況 A 相 B 相 C 相 IAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0 中 線 電 流I0 A 中 點(diǎn) 電 壓 UN0 V Y0接平衡負(fù)載333 Y接平衡負(fù)載333 Y0接不平衡負(fù)載123 Y接不平衡負(fù)載123 Y0接 B 相斷 開 13 Y 接 B 相斷開13 Y 接 B 相短路13 2 負(fù)載三角形聯(lián)接 三相三線制供電 按圖 4 2 改接線路 經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后接通三相電源 并調(diào)節(jié)調(diào)壓器 使其輸出 線電壓為 220V 并按表 4 2 的內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試 圖 4 2 表 4 2 開 燈 盞 數(shù) 線電壓 相電壓 V 線電流 A 相電流 A 測(cè)量數(shù)據(jù) 負(fù)載情況 A B 相 B C 相 C A 相 UABUBCUCAIAIBICIABIBCICA 0 380V 380V 380V QS FU 380V 三相平衡 333 三相不平衡 123 五 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)五 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1 本實(shí)驗(yàn)采用三相交流市電 線電壓為 350V 應(yīng)穿絕緣鞋進(jìn)實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意 人身安全 不可觸及導(dǎo)電部件 防止意外事故發(fā)生 2 每次接線完畢 同組同學(xué)應(yīng)自查一遍 然后由指導(dǎo)教師檢查后 方可接通電源 必須嚴(yán)格遵守先斷電 再接線 后通電 先斷電 后拆線的實(shí)驗(yàn)操作原則 3 星形負(fù)載作短路實(shí)驗(yàn)時(shí) 必須首先斷開中線 以免發(fā)生短路事故 4 為避免燒壞燈泡 DGJ 04 實(shí)驗(yàn)掛箱內(nèi)設(shè)有過壓保護(hù)裝置 當(dāng)任一相電壓 245 250V 時(shí) 即聲光報(bào)警并跳閘 因此 在做 Y 接不平衡負(fù)載或缺相實(shí)驗(yàn)時(shí) 所加線電 壓應(yīng)以最高相電壓 240V 為宜 六 預(yù)習(xí)思考題六 預(yù)習(xí)思考題 1 三相負(fù)載根據(jù)什么條件作星形或三角形連接 2 復(fù)習(xí)三相交流電路有關(guān)內(nèi)容 試分析三相星形聯(lián)接不對(duì)稱負(fù)載在無中線情況下 當(dāng)某相負(fù)載開路或短路時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么情況 如果接上中線 情況又如何 3 本次實(shí)驗(yàn)中為什么要通過三相調(diào)壓器將 350V 的市電線電壓降為 220V