大连理工大学电工实验报告(1314年).doc

2013 2014 （1 ） 学期请在左侧装订成册大连理工大学 装 订 线 本科实验报告课程名称：电工学实验A/B（一）学院（系）： 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 联系电话： 2013 年 2014 年 第 1 学期 实验项目列表姓名： 学号：序号实验项目名称学时成 绩指导教师（印章）预习（20）操作（50）结果（30）综合成绩（100）1直流电路实验32正弦稳态交流电路相量的研究33三相电路24三相异步电动机2电路仿真实验（仅材料相关专业）35三相异步电动机的控制（考试）2笔试40操作60综合成绩6可编程序控制器6总计总成绩注意：3 学时实验请按下面时间上课 （其他学时实验仍按教务处规定时间上课） 第一节：（1.2节课） 7：30 第二节：（3.4节课） 10：05 第三节：（5.6节课） 13：00 第四节：（7.8节课） 15：30 第五节：（9.10节课） 17：50 第六节：(11.12节课） 20：00电工学实验须知一、 选课要求实验选课前需确认在教务选课系统中选择该课程。电工学实验实行网上选课，选课网址：08，请按选课时间上课，有特殊情况需事先请假，无故选课不上者按旷课处理，不给补做，缺实验者不给成绩。二、 预习要求1. 课前认真阅读实验教程，复习相关理论知识，学习本节实验预备知识，回答相关问题。按要求写好预习报告，注意实验内容有必做实验和选做实验；2. 课前在实验报告中绘制电路原理图及实验数据表格（用铅笔、尺作图）；3. 课前在实验报告中列出所用实验设备及用途、注意事项（设备型号课后填写）；4. 设计性实验和综合性实验要求课前完成必要的电路设计和实验方案设计；5. 没有预习报告或预习报告不合格者不允许做实验。三、 实验课上要求1. 每个实验均须独立完成，抄袭他人数据记0分；2. 认真完成实验操作和观测；3. 所有实验记录均需指导教师确认（盖印），否则无效；4. 请遵守电工实验安全规则。四、 实验报告1. 请按实验教材中的要求提交预习报告；2. 所有绘图必须用坐标纸绘图，并自行粘贴在报告上；3. 没有按要求提交报告者不给成绩；4. 抄袭报告记0分。五、 实验成绩评定（满分100分）1实验课的考核方式：平时实验成绩70%+期末考核成绩30%。 平时成绩：完成必做实验任务满分记良好，完成必做实验任务和选做实验任务满分记优秀。2实验课考核成绩确定：平时实验成绩：预习20%+实际操作50%+实验总结+实验总结30%期末考核成绩：笔试40%+独立操作60%实验结束提交实验心得体会。大连理工大学实验报告学院（系）： 专业： 班级： 姓 名： 学号： _ 实验时间： 第 周 星期 第 / 节 实验室：综合楼 实验台： 指导教师签字： 成绩： 实验名称: 直流电路实验 一、实验目的和要求 二、实验原理和内容 三、预习要求及思考题（*为选做）1复习理论知识复习理论教材上直流电路的相关知识，理解电路基本定律的意义；掌握电压源与电流源的外特性；理解电源等效定理应用中等效的物理实质。回答下列问题：1）基尔霍夫定律与电路元件的性质（线性与非线性）有没有关系？电路中能否出现单纯由理想电压源构成的回路？电路中能否出现单纯由理想电流源构成的结点？为什么？2）理想电压源与实际电压源有什么区别？理想电流源与实际电流源有什么区别？理想电压源与理想电流源能否等效互换？实际电压源与实际电流源能否等效互换？为什么？3）电压源与电流源不使用时应该怎样处理？应该置于开路状态还是短路状态？为什么？4）简述叠加定理的应用条件，说明为什么功率不能用叠加方法计算。2预习实验内容1）自学第1章。必须掌握电工学实验的基本要求以及安全用电的基本常识；熟悉电阻器、电容器和二极管的相关知识；初步掌握电路测量和数据处理的基本方法。2）学习第8章中介绍的万用表、直流电压表和直流电流表的工作原理，掌握其使用方法和使用注意事项。3）熟悉2.1.4 2.1.5小节的实验内容，弄清楚每个实验所需的元器件、测量仪表以及测试内容。4）选择下列选项：电流表应该与被测支路（a并联、b串联），电压表应该与被测支路（a并联、b串联）。5）简要回答以下问题：如果仪表接错了会产生什么后果？测量时若出现仪表指针反向偏转现象应该如何处理？3实验设计1）设计测量电压源外特性、电流源外特性的实验方案和数据记录表格。2）设计出验证电源等效变换条件成立的实验方法。四、主要仪器设备名称规格（型号）用途注意事项五、实验步骤与操作方法1基尔霍夫定律（必做）实验电路原理图（实验条件：R1= 510W ，R2=1kW ，R3= 510W ，R4=510W ，R5=330W。）（1）测量电阻的阻值使用万用表的欧姆档测量实验用的各个电阻的实际值，记入表中。将电阻的实际值与标称值比较，判断所用电阻的误差系列。提示：可以选用不同的欧姆档进行测量，观察阻值是否不同。被测电阻R1R2R3R4R5标称值 / W实测值 / W（2）验证基尔霍夫定律实验条件：U1 6 V， U2 12 V。基尔霍夫定律的验证实验数据记录表：被测量US1 / VUS2 / VI1 / mAI2 / mAI3 / mAUAB / VUCD / VUAD / VUDE / VUFA / V测量值 计算值相对误差2. 叠加原理的验证（必做）实验条件：U1 12 V， U2 6 V。（1）实验操作方法：（2）叠加原理的验证实验数据记录表：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)U FA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用（3）将R5（330）换成二极管 1N4007验证叠加原理是否成立。总结实验操作方法，自拟数据表格，记录实验数据。3电源等效变换（选做）课前按电工技术实验教程实验2.1.5要求分步设计实验电路、实验数据表格、实验步骤。在下列实验项目中任选作实验项目。（1) 测定电压源外特性 （2) 测定电流源外特性 （3) 验证电压源与电流源等效变换 条件 选作题目：实验方案：原理图（自行设计）实验数据记录表格（自行设计） 六、 实验结果与分析（*为选做）按照实验内容总结本次实验。其中重点要包含以下问题：1.在验证基尔霍夫定律的电路中选定一个节点，用实验数据，验证KCL的正确性；选定一个闭合回路，用实验数据，验证KVL的正确性；并根据计算值和实测值计算出相对误差，填入表中。2.根据实验数据，验证线性电路的叠加性与齐次性。3.根据实验数据绘出电压源和电流源在理想状态和实际状态的四条外特性曲线。总结、归纳各类电源的特性。（特性曲线用坐标纸绘制，需粘贴在报告上）七、讨论、建议、质疑1.实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？2.选一组实验数据说明电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？为什么？3.说明实际电压源与电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，稳压源和恒流源的输出在任何负载下是否保持恒值？4.当U1=6V时，如果把U2换成电流源，且Is=30mA，画出电路图并计算出两电源共同作用时，各支路电流。（列出计算步骤）6对本实验的建议与疑问（心得体会必须写，可加附页）大连理工大学实验报告学院（系）： 专业： 班级： 姓 名： 学号： 组： _ 实验时间： 第 周 星期 第 / 节 实验室：综合楼 实验台： 指导教师签字： 成绩： 实验名称: 正弦稳态交流电路相量的研究一、实验目的和要求 二、实验原理和内容 三、预习要求及思考题1复习理论知识复习正弦交流稳态电路相关知识，理解交流电路中电压与电流的相量关系。理解感性负载提高功率因数的意义。回答下列问题。1）在并联交流电路中，支路电流如果大于总电流，是否正确？为什么？2）电感性负载并联电阻能否提高电路的功率因数？这种方法是否适用？为什么？3）提高电感性负载功率因数为什么采用并联电容器的方法，而不采用串联电容器的方法？2预习实验内容1）阅读第1章、第8章有关电工测量仪表的相关内容，重点了解交流电压表、交流电流表和单相功率表的原理和使用方法，简述实验中用功率表测量有功功率时减小测量误差的方法。2）阅读2.3.3实验原理内容，了解日光灯的工作原理，说明镇流器和启辉器的作用，简述日光灯的工作原理。3）日常生活用到的照明用电开关如何连接，为什么？4）选择下列选项：在日光灯电路中并联电容器之后，随着电容的增加，电路的总电流逐渐减小到最小值，此时电路处于_（a电阻、b电感、c电容）性负载电路；当电容超过一定值之后，电路的总电流_（a上升、b下降、c不变），这是电路变成_（a电阻、b电感、c电容）性负载电路。四、主要仪器设备名称规格（型号）用途注意事项五、实验步骤与操作方法1. 日光灯电路（必做）实验电路原理图 实验数据记录和处理实验数据表格（至少选定6组测试）U (v)UL(V)UR(V)I (A)IL(A)IC(A)P(W)PLR(w)PC(w)PL(w)PR(w)cos电容值C测量值计算值电源电压200（V） 0.0F1.0F2.2F3.2F4.7F5.7F总结实验方法：2设计验证电压三角关系（选做）设计实验线路和数据表格，记录实验数据。六、实验结果与分析1根据实验数据，用坐标纸绘出电流电压相量图，举例说明并验证相量形式的基尔霍夫定律。2. 根据实验数据计算荧光灯电路的功率因数，讨论改善功率因数的意义和方法。本实验中当电容为_时电路的功率因素最高。是否并联的电容值越大电路的功率因素越高？随着电容值的改变，列出哪些物理量应随之改变？如何变？哪些物理量应不变？用实验数据说明。七、 讨论、建议、质疑1. 通过本实验想一下为什么日常生活中，人们常常用一只启辉器去点多个同类型的日光灯？在日常生活中，如果缺少启辉器，在确保安全的前提下，通常采用什么办法将日光点亮？对本实验的建议与疑问（必做可加附页）大连理工大学实验报告学院（系）： 专业： 班级： 姓 名： 学号： _ 实验时间： 第 周 星期 第 / 节 实验室：综合楼 实验台： 指导教师签字： 成绩： 实验名称: 三相电路一、实验目的和要求 二、实验原理和内容 三、预习要求及思考题1. 复习理论知识复习理论教材三相电路相关知识，掌握三相对称负载星形联接和三角形联接时其相、线电压和相、线电流的关系。回答下列问题：1）三相对称负载星形联接时，其中线电流为多少？若三相负载不对称，中线的作用是什么？为什么照明用电系统必须采用三相四线制而不采用三相三线制？2）为什么三相对称负载三角形联接时，负载不对称仍然能保持相电压对称？3）三相对称负载星形联接和三角形联接的有功功率是什么关系？2. 预习实验内容1）阅读第8章功率表相关知识，重点了解三相负载功率的测量方法和注意事项。2）画出用三瓦特计法、二瓦特计法测量三相负载的有功功率的电路图，说明这两种测量方法分别适用于什么场合。）选择下列选项：当负载的额定电压等于三相电源的相电压时，负载应采用_（a 星形联接、b 三角形联接），当负载的额定电压等于三相电源的线电压时，负载应采用_（a 星形联接、b 三角形联接）。如果实验负载选用额定电压为220V、功率为15W的白炽灯，负载在星形联接时电源线电压为_（a 220V、b 380V）；负载在三角形联接时电源线电压分别_（a 220V、b 380V）。四、主要仪器设备名称规格（型号）用途注意事项五、实验步骤与操作方法实验电路接线图（课前分别用虚线和实线画出负载星型连接和角型连接的接线）星形连接接线: 三角形连接接线:总结实验操作方法：1. 三相负载星型连接实验数据表格星型联接线电压(V)相电压(V)线(相)电流 (A)中性线电流IN（A）U12U23U31U1U2U3I1I2I3对称负载不对称负载有中线无中线2. 三相负载三角型连接实验数据表格三角形连接线（相）电压/V线电流/A相电流/AU 12U23U31IL1IL2IL3I1I2I3对称负载不对称负载3.三相电路有功功率测量实验数据表格有功功率测量（对称）三 瓦 法（W）二 瓦 法（W）P1P2P3P12-1P23-2角型联接星型联接六、实验结果与分析按照实验内容总结本次实验，其中重点要包含以下问题：1用实验数据说明对称三相电路中的线电压与相电压线、线电流与相电流之间的关系。在三相不对称负载分别作星形联接（有中线和无中线）和三角形联接时，若断开一相负载，电路的工作状态会如何变化？实验中灯泡的亮度是否一样？用实验数据说明三相四线制供电系统中中线的作用。用实验测得的数据计算总功率，用实验数据说明对称三相负载星型连接和三角形连接时总功率的关系；比较三瓦特计法与二瓦特计法的测量结果，说明误差原因。七、讨论、建议、质疑用实验数据说明三相四线制供电系统中中线的作用。为什么照明系统必须用三相四线制供电而不用三相三线制供电？三相负载根据什么条件决定采用星形联接还是三角形联接？根据实验结果说明如果将原应三角形连接的负载误结成星形连接，将会产生什么后果？如果将星形连接的负载误结成三角形连接，后果如何？3用直角坐标纸（每个图大小为8*8cm）画出对称负载两种接法的、三相电压与电流之间的相量图。要求标明：原点、单位、比例、方向、相位角1=（线电压与相电压、或线电流与相电流之间）2=（注意相电压与相电流之间是超前还是滞后），要求列出计算过程。（要求相量图粘在报告上）对本实验的建议与疑问（请加附页）大连理工大学实验报告学院（系）： 专业： 班级： 姓 名： 学号： 组： _ 实验时间： 第 周 星期 第 / 节 实验室：综合楼 实验台： 指导教师签字： 成绩： 实验名称: 三相鼠笼式异步电动机一、实验目的和要求 二、实验原理和内容 （简述电动机绕组极性判别方法）三、预习要求及思考题1.复习理论知识复习三相异步电动机相关知识，了解三相异步电动机的工作原理及使用方法。1）如何确定三相异步电动机定子绕组的连接方式？若每相绕组的额定电压为220V，当电源的线电压分别为380V和220V时，电动机定子绕组应分别采用何种连接方式？2）三相异步电动机起动电流、运行电流哪个大？三相异步电动机在正常工作时，如果有一相电源断开，会有什么异常现象？3）三相鼠笼式异步电动机常用的起动方法有几种？各适用于什么场合？4）如何实现电动机的反转，为什么？5）何为三相鼠龙式异步电动机的机械特性？何为电动机的硬机械特性？6）如何计算三相异步电动机的额定转矩？2预习实验内容学习第8章，掌握绝缘电阻表的使用方法和注意事项，简述测量电动机绝缘电阻的意义。四、主要仪器设备名称规格（型号）用途注意事项五、实验步骤与操作方法1. 观察三相异步机的构造，抄录其数据名牌，正确理解各项参数的含义，计算额定转矩。2. 三相异步电动机判别绕组极性（绘图表示电机定子绕组接线柱及极性判别结果）3. 用兆欧表检测电动机绕组间和每相绕组与壳体间的绝缘电阻。列表记录测试结果各相绕组之间绝缘电阻/ M各相绕组对机壳的绝缘电阻/ MU、V相V、W相W、U相U相V相W相4. 设计异步电动机的起动实验1）实验原理图接线图：（标出型接法示意图）。2）实验中异步电动机的起动前应作哪些准备？3）异步电动机的起动和反转运行：（参考教材51页）测试条件：操作步骤和实验数据记录： 4）异步电动机的缺相起动、缺相运行实验（参考教材51页），观察实验现象，说明可能产生的后果。5. 实现电动机反转实验原理图及方法。6. 测定异步电动机的机械特性实验原理图接线图：起动电机前准备：起动电动机并加载操作步骤：实验数据记录：加载实验数据序号12345678 转速（r/min）转矩（N.m)卸载实验数据序号12345678 转速（r/min）转矩（N.m)六、实验结果与分析用坐标纸绘制机械特性曲线：（要求曲线图粘在报告上）七 、讨论、建议、质疑按照实验内容总结本次实验。其中，重点要包含以下问题。1如果电源电压不变，误将电动机的三角形联接接成星形连接，或误将星形联接接成三角形连接，后果会怎样？2为什么要空载起动电动机？电动机在空载和满载起动时，起动电流和起动转矩会一样吗？3总结电动机缺相起动和运行会产生什么后果？ 4为什么电动机不能频繁起动？三相鼠笼式电动机有几种起动方式？分别适用于哪些场合？电动机采用Y-起动时，其起动电流和全压起动电流是什么关系？5根据实验观察到的现象总结如何正确使用三相异步电动机，分析总结三相异步电动机常见故障。6定子绕组首、末端的判别还有其他方法吗？请说明之(要求画图)7对本实验的建议与疑问大连理工大学实验报告学院（系）： 专业： 班级： 姓 名： 学号： 组： _ 实验时间： 第 周 星期 第 / 节 实验室：综合楼 实验台： 指导教师签字： 成绩： 实验名称: 三相鼠笼式异步电动机的控制一、实验目的和要求 二、实验原理和内容 三、预习要求及思考题1复习理论知识1. 复习理论教材中电气自动控制的相关知识，掌握常用低压电器的工作原理和功能，画出控制电路中各元件的图形符号并说明含义。2预习实验内容1) 交流接触器的线圈额定电压为380V，若误接到220V电源上，会产生什么后果2) 完成实验内容中要求的设计任务四、主要仪器设备名称规格（型号）用途注意事项五、实验步骤与操作方法 1. 根据实验教程56页要求设计交流接触器连锁正反转控制电路（要求：带自锁、互锁、失压保护、过载保护等环节），绘出原理图。控制要求：电路原理简述控制电路原理图2. 根据实验教程88页3.3.5中2）要求设计交流接触器与时间继电器控制两台电动机顺序启动，同时停止的控制电路。控制要求：电路原理简述：控制电路原理图：六、讨论、建议、质疑1.总结自锁、互锁的作用与区别。如果没有自锁和互锁环节，可能会发生什么后果？在控制电路中，如果在互锁环节中采用线圈本身的动断触点，会有什么后果？2.在控制电路中，如果互锁环节采用同一个接触器的动断触点，会有什么后果3.假如交流接触器的主触电点接触不好，会出现什么现象4.对本实验的建议与疑问（可加附页）大连理工大学实验报告学院（系）： 专业： 班级： 姓 名： 学号： 组： _ 实验时间： 第 周 星期 第 / 节 实验室：综合楼 实验台： 指导教师签字： 成绩： 实验名称: 可编程序控制器实验一、实验目的和要求二、实验原理和内容列出实验中用到的指令的梯形图符号，并说明其功能三、预习要求及思考题1.复习理论知识复习电工学理论教材上可编程序控制器的相关知识，查阅资料了解可编程序控制器的组成、工作原理、控制功能、特点、主要参数等。2.预习内容1）了解可编程序控制器梯形图的编程原则和方法。2）了解可编程序控制器编程元件的实质，对比实际继电器说明其优点。3）说明基本位逻辑指令、定时器指令、计数器指令的逻辑功能。3.实验设计完成实验项目要求设计的梯形图程序。四、主要仪器设备名称规格（型号）用途注意事项五、实验步骤与操作方法（为选做）按下面给出的控制要求编写梯形图程序（标明I/O分配），输入到可编程控制器中运行，根据运行情况进行调试，修改程序，直到通过。1多地控制（参考教材66页）设计程序实现下列控制要求：在三地用三个拨动开关实现对一盏灯的独立控制，即在任何一个地方设置的拨动开关只要动作（不论