电工电子技术1实验内容

电工电子技术 实验项目及内容 第一次实验 基尔霍夫定律和叠加定理第一次实验 基尔霍夫定律和叠加定理 一 实验目的一 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 验证线性电路叠加原理的正确性 加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解 3 学会用电流插头 插座测量各支路电流的方法 二 原理说明二 原理说明 基尔霍夫定律是电路的基本定律 测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压 应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律 即对电路中的任一节点而言 应有 I 0 对 任何一个闭合回路而言 应有 U 0 叠加定理指出 在有几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 线性电路的齐次性是指当激励信号 某独立源的值 增加或减小 K 倍时 由该激励产 生的响应 即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值 也将增加或减小 K 倍 运用上述定律时 必须注意预先设定电流的参考方向和电压的参考极性 三 预习思考题三 预习思考题 根据图 2 1 或图 2 2 所示电路 计算各支路电流和各电阻两端电压 并计入表中 利用 DGJ 03 实验挂箱上的 基尔霍夫定律 叠加原理 线路 天煌实验台按图 2 1 接 线 求是实验台按图 2 2 接线 图 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 图 2 2 被测量 计算值 I1 mA I2 mA I3 mA E1 V E2 V UR1 V UR2 V UR3 V UR4 V UR5 V E1 单独作用 E2 单独作用 E1 E2 共同作 用 四 实验设备四 实验设备 序号名称型号与规格数量备注 1直流数字毫安表1 2直流数字电压表1 3直流稳压电源6V 12V1 4可调直流稳压电源0 30V1 5叠加原理实验电路板1DGJ 03 或或 DG05 五 实验内容五 实验内容 1 实验前先设定三条支路的电流参考方向 如图中的 I1 I2 I3所示 并熟悉线路结构 掌 握各开关的操作使用方法 2 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 注意思靠红 线接 时选择的参考方向 3 用直流数字电压表测量电压值时 注意预先标明各电压的极性 记录 号 自行设计电路验证齐次性 比例性 叠加性和成立范围 设计表格记录好一切数据 后分析处理数据 从而加深对定理的理解 六 实验注意事项六 实验注意事项 1 所有需要测量的电压值 均以电压表测量的读数为准 不以电源指示为准 2 防止电源两端短路 3 注意仪表量程的更换 七 实验报告七 实验报告 1 根据实验数据 选定实验电路中的任一节点 验证 KCL 的正确性 2 根据实验数据 选定实验电路中的任一闭合回路 验证 KVL 的正确性 3 根据实验数据 分别举例验证叠加性 齐次性 线性与非线性是如何体现 4 误差原因分析 5 心得体会及其它 第二次实验 第二次实验 戴维宁定理戴维宁定理 设计性实验一 设计性实验一 一 实验目的一 实验目的 1 学会使用 EWB 分析设计电路 2 设计验证戴维南定理和诺顿定理的正确性 通过实验加深对这两个定理的理解 二 实验原理二 实验原理 1 任何一个线性含源网络 如果仅研究其中一条支路的电压和电流 则可将电路的其余部 分看作是一个有源二端网络 或称为含源一端口网络 戴维宁定理指出 任何一个线性有源网络 总可以用一个等效电压源来代替 此电压 源的电动势 EO等于这个有源二端网络的开路电压 UOC 其等效内阻 RO等于该网络中所有 独立源均置零 理想电压源视为短接 理想电流源视为开路 时的等效电阻 Req EO和 RO 称为有源二端网络的等效参数 2 有源二端网络的等效参数的测量方法 1 开路电压 短路电流法 测 EO和 RO 在有源二端网络输出端开始时 用电压表直接测其输出端的开路电压 UOC 然后再将 其输出端短路 测其短路电流 ISC 则 等效电压源的电动势 EO UOC 等效内阻为 RO UOC ISC 若有源二端网络的内阻值很低时 则不宜测其短路电流 此时可采用下面的伏安法 2 伏安法 测 EO和 RO 用电压表 电流表测出有源二端网络的外特性如图 3 1 所示 根据外特性曲线求出斜 率 tg 则内阻 RO tg U I UOC ISC 用伏安法 主要是测出开路电压 UOC和电流为额定值 IN时的输出端电压值 UN 等效电压源的电动势 EO UOC 等效内阻为 RO UOC UN IN 3 零示法 测 EO 在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时 用电压表进行直接测量会造成较大的 误差 为了消除电压表内阻的影响 往往采用零示测量法 如图 3 2 所示 零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较 当稳压电源 的输出电压与电源二端网络的开路电压相等时 电压表的读数将为 0 然后将电路断开 测量此时稳压电源的输出电压 即为被测有源二端网络的开路电压 4 半电压法 测 RO 如图 3 3 所示 当负载电压为被测网络开路电压一半时 负载电阻 RL 由电阻箱的 读数确定 即为被测有源二端网络的等效内阻值 三 预习内容三 预习内容 1 设计出能证明戴维南定理和诺顿定理成立的实验 被测有源二端网络参考如图 3 4 2 利用计算机仿真软件分析所设计的实验电路 并记录需要的数据 四 实验设备四 实验设备 序号名称型号和规格数量备注 1直流数字毫安表 1 2直流数字电压表1 3可调直流稳压电源0 30v1 4可调直流恒流源1 5戴维南定理实验电路板1 6电位器 1K 1 DGJ 05 或 DG05 7可变电阻箱0 99999 9 1DGJ 05 或 DG09 五 实验内容五 实验内容 1 在实验室实践所设计的实验 步骤自拟 六 注意事项六 注意事项 1 防止电压源两端短路 2 防止恒流源两端开路 3 测量时 注意仪表量程的及时更换 4 改接线路时 要关掉电源 七 实验报告七 实验报告 1 根据实验结果绘图 验证定理的正确性 2 归纳总结实验结果 3 心得体会及其它 第三次实验 第三次实验 三相交流电路电压 电流的测量三相交流电路电压 电流的测量 一 实验目的一 实验目的 1 掌握三相负载作星形联接 三角形联接的方法 验证这两种接法下线 相电压及 线 相电流之间的关系 2 充分理解三相四线供电系统中中线的作用 二 原理说明二 原理说明 1 三相负载可接成星形 又称 接 或三角形 又称 接 当三相对称负载作 Y 形联接时 线电压 UL是相电压 Up的倍 线电流 IL等于相电流 Ip 即3 UL IL Ip P U3 在这种情况下 流过中线的电流 I0 0 所以可以省去中线 当对称三相负载作 形联接时 有 IL Ip UL Up 3 2 不对称三相负载作 Y 联接时 必须采用三相四线制接法 即 Yo接法 而且中线必须 牢固联接 以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变 倘若中线断开 会导致三相负载电压的不对称 致使负载轻的那一相的相电压过高 使负载遭受损坏 负载重的一相相电压又过低 使负载不能正常工作 尤其是对于三相照 明负载 无条件地一律采用 Y0接法 3 当不对称负载作 接时 IL Ip 但只要电源的线电压 UL对称 加在三相负载3 上的电压仍是对称的 对各相负载工作没有影响 三 实验设备三 实验设备 序号名 称型号与规格数量备注 1交流电压表0 500V1 2交流电流表0 5A1 3万用表1自备 4三相自耦调压器1 5三相灯组负载220V 15W 白炽灯9DGJ 04 6电门插座3DGJ 04 四 实验内容四 实验内容 1 三相负载星形联接 三相四线制供电 按图 4 1 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 将所测得的数据记入表 4 1 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 图 4 1 表 4 1 开灯盏数线电流 A 线电压 V 相电压 V 测量数据 实验内容 负载情况 A 相 B 相 C 相 IAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0 中 线 电 流I0 A 中 点 电 压 UN0 V Y0接平衡负载333 Y接平衡负载333 Y0接不平衡负载123 Y接不平衡负载123 Y0接 B 相断 开 13 Y 接 B 相断开13 Y 接 B 相短路13 2 负载三角形联接 三相三线制供电 按图 4 2 改接线路 经指导教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 并按表 4 2 的内容进行测试 图 4 2 表 4 2 开 灯 盏 数 线电压 相电压 V 线电流 A 相电流 A 测量数据 负载情况 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 实验注意事项五 实验注意事项 1 本实验采用三相交流市电 线电压为 350V 应穿绝缘鞋进实验室 实验时要注意 人身安全 不可触及导电部件 防止意外事故发生 2 每次接线完毕 同组同学应自查一遍 然后由指导教师检查后 方可接通电源 必须严格遵守先断电 再接线 后通电 先断电 后拆线的实验操作原则 3 星形负载作短路实验时 必须首先断开中线 以免发生短路事故 4 为避免烧坏灯泡 DGJ 04 实验挂箱内设有过压保护装置 当任一相电压 245 250V 时 即声光报警并跳闸 因此 在做 Y 接不平衡负载或缺相实验时 所加线电 压应以最高相电压 240V 为宜 六 预习思考题六 预习思考题 1 三相负载根据什么条件作星形或三角形连接 2 复习三相交流电路有关内容 试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下 当某相负载开路或短路时会出现什么情况 如果接上中线 情况又如何 3 本次实验中为什么要通过三相调压器将 350V 的市电线电压降为 220V