电工实验导言

电工实验导言实验是设计来检验一个理论或证实一种假设而进行的一系列操作或活动经实验证明,这一理论是不正确的。通常实验要预设“实验目的”、“实验环境”，进行“实验操作”，最终以“实验报告”的形式发表“实验结果”。 实验和理论是相辅相承的密不可分的。理论可以指导实验，实验也可以验证理论。但是实验不等于理论，理论的结果只有一个，但是实验的数据可以有很多个，实验数据与理论有偏差是正常的。希望大家通过电工实验更好的去理解理论，增加电工的学习兴趣。培养目标：1）培养大家动手能力。 2）培养大家学习兴趣，使大家有兴趣去学习。3）培养大家独立思考的能力。实验要求1实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下： 1)认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算。 2)完成各实验“内容”中指定的内容。 3)熟悉实验任务。 4)复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。2使用仪器和实验挂箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。3实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。4实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障，经指导教师同意再继续实验。5实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。6实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果(数据波形、现象)。所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。7实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。8实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。实验一：万用表的使用一：实验目的： 1：学习万用表的使用 2：掌握万用表的基本工作原理二：实验仪器：1、万用表 一块2、电阻 若干3、直流电源 一个4、交流电源 一个三：实验步骤： 1、电阻测量先计算色环电阻值，将开关旋至于所需量程上，并将测试笔跨接在被测电阻两端，如果被测电阻超过所用量程则会指示出超量程1，需换用高挡量程，当被测电阻阻值在1M以上时，此表需数秒方能稳定。如果是在不知道电阻阻值的情况下，须将万用表旋转至量程的最大值，然后一档一档的去降低电阻档的量程，直至找到一个合适的量程位置然后在读取读数。在通电的电路中不能测量该电路的电阻的阻值。2、电路通断的检测将万用表开关旋至于蜂鸣器档，当红黑表笔间电阻小于30时，万用表发出蜂鸣声，提示导通，如大于30，不发声，同时屏幕显示数值。3、直流电压的测量将万用表开关旋转至于直流电压档（DC档或档），将万用表表笔放在测量的电压的两端。红表笔放在电压正的位置，黑表笔放在电压负的位置，这时万用表会显示被测量电压。如果电压显示为负说明红黑两表笔位置相反。如果是在不知道电压的情况下做测量，需要将万用表旋转到直流电压的最大档，然后一档一档的去降低电压档的量程，直至找到一个合适的量程位置然后在读取读数。4、交流电压的测量将万用表开关旋转至于交流电压档（AC档或档）将万用表表笔放在测量电压的两端这时万用表会显示出被测电压值。如果是在不知道电压的情况下做测量，需要将万用表旋转到交流电压的最大档，然后一档一档的去降低电压档的量程，直至找到一个合适的量程位置然后在读取读数。实验二：电流表、电压表的使用一：实验目的 1掌握电流表、电压表的使用 2熟悉万用表的使用二：实验仪器 1：TH-DD型实验台 一台 2：电阻 若干 3：直流电流表 一个 4：直流电压表 一块 5：万用表 一块三：实验电路图 四：实验步骤1、 按照图一连接实验电路，然后填写下表：R1R2电流表示数电压表示数计算电流示数计算电压示数51200511K2001 K1K6.2K1K10K6.2 K10 K2、 分析为什么会出现这样的问题，如何才能解决这样的问题。3、同理下图会出现什么样的问题？实验三 电路元件伏安特性的测试一、实验目的1.学会识别常用电路元件的方法2.掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测试方法3.熟悉实验台上电工仪表和设备的使用方法二：实验仪器 1：TH-DD型实验台 一台 2：电阻、灯泡、二极管 若干 3：直流电流表 一个 4：直流电压表 一台 5：万用表 一块三：实验电路原理图四：实验步骤电路元件的特性一般可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I之间的函数关系If(U)来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。电阻元件是电路中最常见的元件，有线性电阻和非线性电阻之分。实际电路中很少是仅由电源和线性电阻构成的“电平移动”电路，而非线性器件却常常有着广泛的使用。1） 测定线形电阻器的伏安特性按图3-1接线，调节电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加，一直到10V，记下相应的电压表和电流表的读数UR、I和电源电压U并绘制伏安特性曲线。UR（V）0246810U（V）I (mA)2)测定非线形白炽灯的伏安特性白炽灯可以视为一种电阻元件，其灯丝电阻随着温度的升高而增大。一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可以相差几倍至十几倍。通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，即对一组变化的电压值和对应的电流值，所得U/I不是一个常数，所以它的伏安特性是非线性的。将图3-1中的R换成一个12V，0.1A的灯泡，调节电源的输出电压U从0伏开始缓慢地增加。UL为灯泡的端电压并绘制伏安特性曲线。U(V)UL（V）0.10.5123458I（mA）3)测定半导体二极管的伏安特性（1N4007）二极管的电阻值随电压或电流的大小、方向的改变而改变。它的正向压降很小（一般锗管约为0.20.3V，硅管约为0.50.7V），正向电流随正向压降的升高而急剧上升，而反向电压从零一直增加到十几至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。发光二极管正向电压在0.52.5V之间时，正向电流有很大变化。可见二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。按图3-2接线调节电源的输出电压U从0伏开始缓慢地增加，填写下表并绘制伏安特性曲线。正向特性实验数据U（V）UD+（V）0.10.30.50.550.580.60.620.650.680.70.75I（mA）反向特性实验数据，需将二极管D反接，所测数据记入下表。U（V）025810152025UZ-（V）I（mA）4)测定稳压二极管的伏安特性（2CW51）稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特殊。给稳压二极管加反向电压时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时，电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加反向电压的升高而增大，这便是稳压二极管的反向稳压特性。实际电路中，可以利用不同稳压值的稳压管来实现稳压。正向特性实验：将图3-2中的二极管换成稳压二极管2CW51，UZ+为正向电压。调节电源的输出电压U从0伏开始缓慢地增加填写下表并绘制伏安特性曲线。U（V）UZ+（V）0.10.30.50.550.580.60.620.650.680.70.75I（mA）反向特性实验将图3-2中的R换成1K，2CW51反接测量2CW51的反向特性。U（V）012345810UZ-（V）I（mA）实验四：电位、电压的测定一：实验目的 1：学习万用表的使用 2：掌握电位的相对性、电压的绝对性二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：电阻 若干 3：直流电压源 一块 4：万用表 一块三：实验电路图四：实验步骤1、利用DGJ-03实验挂箱上的“基尔霍夫定律”线路，按图接线并将开关K1拨到1、K2拨到1、K3拨到上。分别竟两路直流稳压电源接入电路，令U1=6V，U2=12V。（先调准输出电压值，在接入线路中）。2、以图4-1中的A作为电位的参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位值及相邻两点之间的电压值UAB 、UBC 、UCD 、UDE 、UEF 及UFA，数据列于表中。3、 以C点作为参考点，重复实验步骤2的测量，测得数据列于表中。4、以D点作为参考点，重复实验步骤2的测量，测得数据列于表中。5、以E点作为参考点，重复实验步骤2的测量，测得数据列于表中。电 位参考点与U(V)ABCDEFUABUBCUCDUDEUEFUFAA测量值C 测量值D测量值E测量值实验五：基尔霍夫的验证一：实验目的1、 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。2、 学会用电流插头、插座测量各支路电流。二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：电阻 若干 3：直流电压表 一块 4：万用表 一块三:实验原理图四：实验步骤实验线路与实验四原理图相同，用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，将K1拨到1位置K2拨到1位置K3拨到上位置。1.实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图4-1中的I1、I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可以设为ADEFA、BADCB、和FBCEF2.分别将两路直流稳压源接入电路，令U1=6V，U2=12V。3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、-”两端。4.将电流插头分别插入三支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。5.用直流数值电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录下表。被测量I1（mA）I2（mA）I3（mA）U1（V）U2（V）UFA（V）UAB（V）UAD（V）UCD（V）UDE（V）计算值测量值实验六叠加原理一：实验目的1加深对线性电路的叠加性的认识和了解2 熟悉使用电工仪器仪表二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：电阻 若干 3：直流电压表 一块 4：万用表 一块三、实验原理图 四：实验步骤实验线路如图6-1所示，用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。1. 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（接电源插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表6-1。2. 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6-1。3. 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6-1。4.将U2的数值调至+12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入下表6-1。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)UFA(v)U1单独作用U2单独作用U1 、 U2共同作用2U2单独作用表6-14. 将R5（330）换成二极管1N4007（即将开关K3投向二极管1N4007）,重复15的测量过程，数据记入下表6-2。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)UFA(v)U1单独作用U2单独作用U1 、 U2共同作用2U2单独作用表6-25. 通过表6-1分析理解叠加原理的含义，分析表6-2的原因。6. 任意键按下某个故障设置按键，重复实验内容3的测量和记录，在根据测量结果判断出故障的性质。实验七 分压电路实验一：实验目的 1：了解分压电路的作用和原理 2：熟悉使用试验台的仪器仪表 二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：电阻 若干 3：直流电压表 一块4：直流电流表 一块 5：万用表 一块三、实验原理图 四、实验步骤：将Ui的电压调节至5V。（先调准输出电压值，在接入线路中）。R1=200、RP=1K、R3=1K。1、 按图一连接电路，测量在输出电压Uo端加上负载电阻R后的数据填写下表。负载开路的电压范围负载通路的电压范围负载通路的电流范围R=1KR=6.2KR=10K2、 按图二连接电路，测量在输出电压Uo端加上负载电阻R后的数据填写下表。负载开路的电压范围负载通路的电压范围负载通路的电流范围R=1KR=6.2KR=10K实验八：惠斯通电桥实验一：实验目的 1：了解惠斯通电桥原理和作用 2：熟悉电阻的测量方法 二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：电阻 若干 3：直流电压源 一块4：直流电流表 一个 5：万用表 一块三：实验原理图四：实验步骤按图连接线路，调节RP的大小，使电流表示数为零，测量RP电阻的大小。RP滑动变阻器的测量值为 ，理论值为 。 实验九：楞次定律实验一：实验目的 1：理解楞次定律的原理 2：熟悉使用电工试验台 二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：电阻、电感 若干 3：直流电压源 一块4：直流电流表 一个三：实验原理图四：实验步骤1） 按图连接电路，观察通电螺线管缓慢插入时的电流变换范围、拔出时电流变化范围；观察通电螺线管快速插入时的电流变换范围、拔出时电流变化范围填写下表。2） 插入铝棒重复实验步骤1的测量，测得数据列于表中。3） 插入铁棒重复实验步骤1的测量，测得数据列于表中。缓慢出入范围缓慢拨出范围快速插入范围快速拔出范围螺线管铝棒螺线管铁棒螺线管实验十：电机绕组同名端的判定一：实验目的 1：了解互感作用和原理 2：熟悉使用试验台的仪器仪表 二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：电阻 若干 3：直流电压表 一块4：直流电流表 一块 5：万用表 一块三、实验原理图 四、实验步骤1）用万用表测量出电机的绕组2）用3相调压变压器调节输出电压36V3）测量两串绕组的电压，若有电压指示，表明两个绕组为顺串连接，若无电压指示，表明两个绕组为反串连接。重复3操作2次，可以判3个绕组的同名端。实验十一：日光灯电路的安装一：实验目的 1：掌握日光灯的线路的接线 2：熟悉交流电路中电压、电流向量之间的关系 3：熟悉使用瓦特表的使用二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：镇流器、日光灯管、启辉器 若干 3：交流电压表 一块4：交流电流表 一块5：功率表 一块三：实验电路四、实验步骤1、本实验直接用市电220V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，必须严格遵守安全用电操作规程，不可用手直接触摸通电线路的裸露部分以免触电。2、一般单相功率表（又称为瓦特表）是一种智能仪表，它有两个测量线圈，一个是电流线圈，测量时应与负载串联；另一个是电压线圈，测量时应与负载并联。 接通电源，或按复位键后，面板上LED数码管显示“0000”，表示测试系统已准备就绪，进入初始状态。面板上有“复位、功能、确定”三个键。功能键是仪表测试与显示功能的选择键。当数码管显示为COS表示为功率因数功能。当数码管显示P表示显示功率功能。确定键在选定功能以后，按一下确定键该组显示器将切换显示该功能下的测试结果数据。具体操过程如下先确定功能键然后确定键确定即可。3、按上图组成线路，经指导教师检查后接通交流电，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉点亮为至，记录数据到下表。然后将电压调至220V，测量功率P电流I，电压U，UL，UR等值，计算镇流器等值电阻r和等效电感L。日光灯测 量 值计 算 值工作状态U(V)I(A)P(W)UR(V)UL(V)r()L(H)U(V)启辉状态正常工作4、在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮（DGJ-04实验挂箱上有短接按钮，可以用它代替启辉器做实验）。实验十二：正弦交流电路向量实验一：实验目的 1：掌握交流电路中电压、电流向量之间的关系 2：熟悉使用电工仪表使用二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台2：电阻、电容 若干3：交流电压表 一块4：交流电流表 一块三：实验电路 四、实验步骤1、本实验直接用市电220V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，必须严格遵守安全用电操作规程，不可用手直接触摸通电线路的裸露部分以免触电。2、按图一接线经教师检查后，接通试验台电源。将自耦调压器输出（即U）调节至220V。记录U、UR、UC值。验证电压三角形关系。测量值计算值RCU(V)UR(V)UC(V)I(A）U(V)15W1F15W2.2F15W3.2F15W4.7F15W6.9F3、 按图二接线经教师检查后，接通试验台电源。将自耦调压器输出（即U）调节至220V。记录I、IR、IC值。验证电流三角形关系。测量值计算值RCI(A)IR(A)IC(A)U(V)I(A)15W1F15W2.2F15W3.2F15W4.7F15W6.9F实验十三：单相交流电路及功率因数的提高一：实验目的 1：掌握日光灯的线路的接线 2：了解日光灯电路的特点，理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 3：熟悉使用瓦特表的使用二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：镇流器、日光灯管、启辉器 若干 3：交流电压表 一块4：交流电流表 一块5：功率表 一块三：实验电路四、实验步骤1、本实验直接用市电220V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，必须严格遵守安全用电操作规程，不可用手直接触摸通电线路的裸露部分以免触电。2、经指导老师检查后，接通市电。记录功率表，电压表读数，通过一只电流表测得三条支路的电流，改变电容值，进行重复测量。电容值测 量 数 值计算值CP(w)U(v)I(A)IL(A)IC(A)cosIACos 01F2.2F3.2F4.7F5.7F6.9F实验十四：三相交流电路的电压电流的测量一：实验目的1） 掌握三相负载作为星形连接、三角形连接的方法。2） 验证Y/相电压及线、相电流之间的关系。3） 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：灯泡 若干 3：交流电压表 一块4：交流电流表 一块三：实验原理图四：实验步骤1、 本实验直接用380V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，必须严格遵守安全用电操作规程，不可用手直接触摸通电线路的裸露部分以免触电。2、 三相负载星形连接（三相四线制供电）按图线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。将三相调压器的旋柄置于输出为0V的位置（即逆时针旋到底）。经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，并按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压。将所得的数据记入下表中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。测量数据实验内容（负载情况）开灯展数线电流（A）线电压（V）相电压（V）中线电流I0(A)A相B相C相IAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0Y接平衡负载333Y接不平衡负载123Y接不平衡负载223Y接不平衡负载332Y接B相断开233、 负载三角形连接（三相三线制供电）按图改接电路，经指导老师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出线电压为220V，并按下表的内容进行测试。测量数据负载情况开灯展数线电压=相电压（V）线电流（A）相电流（A）A-B相B-C相C-A相UABUBCUCAIAIBICIABIBCICA三相平衡333三相不平衡123实验十五：三相电路功率的测量一、 实验目的1、 掌握测量三相电路有功功率2、 进一步熟悉掌握功率表的接线盒使用方法二、 实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：灯泡 若干 3：交流电压表 一块4：交流电流表 一块 5：瓦特表 一块三、 实验电路图四、 实验内容1、本实验直接用380V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，必须严格遵守安全用电操作规程，不可用手直接触摸通电线路的裸露部分以免触电。2、对于三相四线制供电的三相星行连接的负载，可用一只功率表测量各相得有功功率PA、PB、PC，则三相负载的总有功功率P=PA+ PA +PC。若三相负载时对称的，则只需要测量一项的功率，在乘以3既得三相总的有功功率。负载情况开灯盏数测量数据计算值ABCPAPBPCPY接对称负载333Y接不对称负载123实验十六：单相电度表的使用一：实验目的1） 掌握单相电度表的方法。2） 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。二：实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：灯泡 若干 3：单相电度表 一块三：实验原理图四、 实验内容与步骤1）本实验直接用380V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，必须严格遵守安全用电操作规程，不可用手直接触摸通电线路的裸露部分以免触电。2）用功率表、秒表法校验电度表的准确度按图接线。电度表的接线与功率表相同，其电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联。线路经指导教师检查无误后，接通电源。将调压器的输出电压调到220V，按要求接通灯组负载，用秒表定时记录电度表转盘的转数及记录各仪表的读数。为了准确地计时及计圈数，可将电度表转盘上的一小段着色标记刚出现（或刚结束）时作为秒表计时的开始，并同时读出电度表的起始读数。此外，为了能记录整数转数，可先预定好转数，待电度表转盘刚转完此转数时，作为秒表测定时间的终点，并同时读出电度表的终止读数。所有数据记入下表。 负 载 情 况测 量 值计算值U(V)I(A)电表读数（kwh）时间（S）转 数 n计 算电 能W(kwh)起止W300W300W为了准确和熟悉起见，可重复多做几次。 实验十七：交流电源相序指示电路一、 实验目的1） 掌握三相电路不平衡负载的使用2） 进一步熟悉掌握电工仪表使用方法二、 实验仪器1：TH-DD型实验台 一台 2：灯泡 若干 3：电容 一个 三、实验电路图四、实验步骤1）本实验直接用380V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，必须严格遵守安全用电操作规程，不