电工试验讲义讲解

1、电工实验须知一、 实验课程的要求1. 掌握常用的电工测量工具（如万用表、电流表、电压表、功率表等电工仪表）的使 用方法；初步掌握常用的实验仪器（如信号发生器、示波器、稳压电源、毫伏表等）的使用 方法；2. 初步掌握实验中实验板 （箱） 的使用方法， 学会按电路图正确连接实验线路与合理 布线，并能够分析、排除一般实验故障。3. 学习观察实验现象，正确测量各种电参数，绘制图表、曲线，分析实验结果，正确 撰写实验报告。4. 学习正确运用实验手段来验证一些定理和理论。5. 学习电工技术研究方法，培养处理实际问题的能力，具有根据实验任务确定方案， 设计实验线路和正确选择仪器设备与实现的能力。6. 学会一

2、般安全用电知识。二、 实验环节 电工学实验课分为三个环节，即课前预习、实验操作、课后整理、撰写实验报告。各 环节具体要求如下：1. 课前预习 要顺利地做好每个实验，使实验收到预期的效果，充分地预习准备是必要的，也能培 养实验者良好的科学作风。（ 1） 认真阅读实验教材和有关理论知识，理解实验原理，明确实验目的和任务。（ 2） 看懂实验线路， 熟悉实验内容、 步骤和操作程序， 并明确应记录哪些数据、 观 察哪些现象，填写哪些实验表格。（ 3） 了解实验设备及其使用的仪器的技术性能和操作方法。（ 4） 写好实验预习报告，画好实验记录的数据表格。实验报告纸采用规定的格式。 为保证实验顺利、安全进行，

3、学生经过认真预习后，才能参加实验，不预习者不得进行 实验。2. 实验操作 电工学实验按照下列程序进行：1）学生按时到达实验室， 在实验室考勤记录上签字， 然后按分组在指定的实验台上做实验。2）教师在实验前讲授实验原理、 要求与注意事项， 学生要自觉遵守实验室的规章制度，并注意人身及设备安全。3）学生按本次实验的仪器设备清单清点设备，注意仪器设备的类型、 规格和数量， 辅助设备是否齐全，同时了解设备的使用方法及注意事项。做好实验数据记录的准备工作。4）连接实验线路。 选用适当的导线， 按实验要求将自己布置好的仪器设备连接起来。根据电路特点连接接线， 接线一般采用 “先串后并”，“先分后合” ，“

4、先主后辅” 的原则。5）线路接好后， 不要急于通电， 应该首先仔细自查， 经过自查无误并经过教师复 查同意后， 才能合上电源开始实验。 实验过程中若发生事故， 应该立即关断电源， 报告指导 教师，共同分析事故发生的原因。6) 实验小组应该适当分工，轮流担任操作、观察、读数、记录等工作。使每个同学都受到实验技能的训练。7) 按照实验指导书的实验步骤进行实验操作， 观察实验现象， 读取实验数据， 认真记录并审查数据。8) 结束工作。 完成全部规定的实验内容后， 先不要急于拆除线路， 而应先自行核查实验数据是否符合要求， 然后再经教师复查并在预习报告上签字通过后， 方可进行下列收 尾工作：(1)切断

5、电源，拆除实验线路。(2)做好仪器设备、桌面和环境的清洁整理工作。( 3)经过教师同意后方可离开实验室。3. 撰写实验报告 实验报告是对实验进行的全面总结。要用简明的形式将实验结果完整和认真地表达出 来。实验报告采用标准的实验报告纸撰写， 要求文理通顺， 简明扼要， 字迹端正， 图表清晰， 结论正确，分析合理，讨论深入。实验报告内容如下： 实验名称，实验日期，实验组别，班级，实验者，学号，实验地点，指导教师。1) 实验目的2) 实验设备：包括实验所需的仪器与仪表的名称、型号、规格和数量等。3) 实验原理：包括实验原理说明，电路原理图和相关公式等。4) 实验内容和步骤： 包括具体实验内容和要求，

6、 实验电路图与实验接线图， 主要步骤 和数据记录表格。实验者可按实验指导书上步骤编写，也可以根据实验原理由实验者自行 编写，但一定要按实际操作步骤详细如实地写出来。5) 数据记录、 图表、分析计算：根据实验原始记录和实验数据处理，要求画出数据变革，整理实验数据。表中各项数据如果是直接读数，要注意用有效数字表示；如果是计算 所得，必须列出所用公式。6) 实验结论与分析：根据实验数据分析实验现象，对产生得误差，分析其原因，得出 结论，并将原始数据或经过计算的数据整理为数据表，用坐标纸描绘波形或画出曲线。对 实验中出现的问题进行讨论、总结，得出体会、建议和意见。7) 问题回答： 学生在实验后，应及时

7、撰写实验报告， 记录实验中产生故障的情况，说 明故障排除的方法，按指定时间准时交报告。实验一 戴维南定理、叠加原理实验目的1. 了解电工实验台的基本结构； 掌握直流稳压电源以及直流电压表、 电流表的正 确使用方法。2. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。3. 验证叠加原理的正确性，加深对叠加定理的理解。4. 验证戴维宁定理的正确性，加深对戴维南定理的理解。掌握测量线性有源二端 网络等效参数的一般方法。实验原理1. 基尔霍夫定律： （实验原理图，见图 1-1 ）（ 1）基尔霍夫电流定律（ KCL）：对于电路中的任一结点，在任何瞬间，通过此结点 的电流的代数和恒等于零。结点电流方

8、程为I0也可以相反规定）在列方程时，若规定流入结点的电流为正，则流出结点电流为负，（ 2）基尔霍夫电压定律（ KVL）：在任何瞬间，电路任一回路内各部分电压的代数和 恒等于零。回路电压方程为U0在列方程时，若规定电压降正方向与回路绕行方向一致，取正号，相反则取负号。2. 叠加原理： （实验原理图，见图 1-1 ）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电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数 和。对不起作用的电源处理：其中恒压源拿走，用短路线代替；恒流源拿走，用开路代 替。叠加原理不适用于分析电路的功率。3. 戴维宁定理： （实

9、验原理图，见图 1-2 ）任何一个线性有源二端口网络， 总可以用一个等效电压源来代替， 此电压源的电动 势ES等于这个有源二端口网络的开路电压 UOC， 其等效内阻 RO等于该网络中所有独 立电源除源后 （理想电压源视为短接， 理想电流源视为开路） 从二端口看进去的等效电 阻。ES和RO 称为有源二端口网络的等效参数。三实验设备序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0 30V可调1 （二路）实验台面板上2可调直流恒流源0 500mA1实验台面板上3直流数字电压表0 300V1实验台面板上4直流数字毫安表0 500mA1实验台面板上5万用表16叠加原理 实验电路板1HE-12 实验箱7戴维

10、宁定理 实验电路板1HE-12 实验箱8可调电阻箱099999.9 1HE-19 实验箱四实验内容（一）、 验证基尔霍夫电压、电流定律与叠加原理选用实验箱“ HE-12电路基础实验 二”中的“基尔霍夫定律 / 叠加原理”实验线路部分，如图 1-A-3 所示。1. 先将操作台面板上的两组直流电压源分别调准输出电压值，使U1 12V ，U 2 5V 。然后关断电源。2. 将两路直流稳压电源按图 1-A-3 接入电路。3. 测量仪表量程选择：在实验台面板上，将直流数字电压表的量程选择 20V ，直流数字电流表的量程选择 20mA。4. 熟悉电流插头的结构。将电流插头的红接线端插入数字毫安表 （操作台

11、面板上 ）的红（正）接线端，其黑接线端 插入数字毫安表的黑（负）接线端。5. 测量各支路电流： 先将操作台面板上的两组直流电压源 U1、U2 接入实验板，然后打开电源。 按表格“表 1-A-1 ”的实验要求开始实验。将电流插头分别插入实验板线路中的三条支路的三个电流插座中，分别测量各个电流 值 I1、I 2、I 3 ，并记入表 1-A-1 中。表 1 A 1测量项目实验内容U1(V)U2 (V)I1 (mA)I2 (mA)I3 (mA)U AB (V)U BC (V)U CD(V)U DE(V)U EF (V)U FA (V)U 1单独作用U 2 单独作用U1、U2共同作用6. 测量元件电压：

12、用直流数字电压表按表格“表 1-A-1 ”的实验要求分别测量各电压值，并记入表 1-A-1中。注意： 测量时，电压表的红（正）接线端插入实验线路板被测电压参考方向的高电位（正）端，黑（负）接线端插入被测电压参考方向的低电位（负）端。（二）、验证戴维宁定理被测有源二端网络选用“ HE-12 电路基础实验 ”实验箱中“戴维宁定理 /诺顿定 理” 实验线路部分，实验电路如图 1-A-4（a） 所示。1. 用开路电压、 短路电流法测定戴维宁等效电路的电动势ES（UOC ）、内电阻 R0按图 1-A-4（a）接入稳压电源 US 12V 和恒流源 IS 10mA ，将开关 K投向负载电阻RL侧，但不接入

13、RL 。在电路中 A、B两端测开路电压 U OC ，记录于表 1-A-2 中； 再将开关 K 投向左侧（短路 A、B 两端点），测量短路电流 I SC ，记录于表 1-A-2 中。 由表 1-A-2的测量数据计算出 R0 。（注意：测 U OC时，不接入直流电流表， mA 表。）表 1-A-2U OC （V）（测量）I SC(mA)测量)RO UOC /ISC( )(计算)2. 负载实验负载电阻 RL 选用：从 HE-19 元件箱中，选择两个十进制可调电阻“ 100 ”和 10 ”，将其串联作为负载电阻 RL ，按图 1-A-4（a）所示接入实验电路 RL 处。通过改变 RL电阻值（见表 1-

14、A-3 ），记录负载两端电压 U和负载电流 I 于表 1-A-3 中。RL( )990900800700600500400300200100计算（仿真）U(V)计算（仿真）I(mA)测量U(V)测量I(mA)表 1-A - 3从 HE-19 元件箱中，选用按步骤“ 1 ”计算所得的等效电阻值 R0 （可以取 510 电阻 近似代替等效电阻值 R0 ）， 然后将其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压U OC 值）相串联，如图 1-A-4（b） 所示。仿照步骤“ 2”测其外特性，数据记录于表1-A-4 中。表 1-A - 4 （验证戴维宁定理）RL ( )990900800700600

15、500400300200100计算（仿真）U (V)计算（仿真）I(mA)测量U (V)测量I(mA)五实验注意事项1用电流插头插入电流插座测量直流电流时，或用直流电压表测量各电压降时， 应注意仪表的极性，并正确判断测量值的正、负号。2. 测量时，注意电流表量程的适时更换。3改接线路时，要先关掉电源，再改接线路。六预习与思考题1如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量开路 电压和短路电流？2说明测量有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。七实验报告要求1. 根据步骤 1 测量数据，选定实验电路中一个结点，验证基尔霍夫电流定律（KCL）的正确性；2.

16、根据步骤 1 测量数据，选定实验电路中一个闭合回路，验证基尔霍夫电压定律 （KVL）的正确性；3. 根据步骤 1 实验电路，列出求解电压 U EA和U CA的电压方程，并根据实验测量数 据求出它们的数值；4. 根据步骤 2的测量数据，计算有源二端网络的等效参数ES和 R0 ，并与预习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论；5. 根据步骤 2 的测量数据，分别绘出有源二端网络和有源二端网络的等效电路的外 特性曲线，验证戴维宁定理的正确性， 并分析产生误差的原因；6. 归纳、总结实验结果。7. 心得体会及其他。实验二 电压源、电流源及其电源等效变换的研究 实验目的1加深对电压源和电流源特性的理解

17、。23. 验证电压源与电流源等效变换的条件。实验原理1理想电压源（恒压源）与实际电压源理想电压源（恒压源） ：具有输出端电压 U 保持恒定不变，即 U U S ，而输出电流 I 的大小由负载电阻 RL决定的特性，即 I US / RL ，理想电压源电路如图 20-1（ a）所示。本实验中使用的理想电压源（恒压源）采用稳压电源来代替。在规定的输出电流范围 内，实验用的稳压电源具有很小的内阻，可以将它视为一个理想电压源（恒压源） 。实际电压源 （简称电压源） ：是具有内阻的电压源。 可以用一个内阻 RS与理想电压源 U S 串联来表示，实际电压源电路如图 20-1（ b）所示。其输出端电压 U 随

18、输出电流 I 增大而降 低，即 U US I（RS RL）。在本实验中，采用一个小阻值的电阻与稳压电源（近似代替理想电压源）相串联来模拟一个实际电压源。2理想电流源（恒流源）与实际电流源理想电流源 （恒流源） ：具有输出电流 I 保持恒定不变， 即 I I S ，而输出端电压 U 的 大小则由负载电阻 RL决定的特性，即 U ISRL ，理想电流源电路如图 20-2（ a）所示。本实验中使用的理想电流源（恒流源）采用实验提供的电流源来代替，在规定的输出 电压范围内，实验提供的电流源具有很大的内阻，可以将它视为一个恒流源。实际电流源 （简称电流源） ：是具有内阻的电流源。 可以用一个内阻 RS

19、与理想电流源 IS 并联来表示，实际电流源电路如图20-2（b）所示。其输出电流 I 的大小随输出端电压 U 的增大而降低，即 I IS U /RS。在本实验中，采用一个大阻值的电阻与实验提供的电流源（近似代替理想电流源）相并 联来模拟一个实际电流源。3. 实际电压源和实际电流源的等效互换 一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个 电流源。若视为电压源，则可用一个理想电压源U S与一个电阻 RS 相串联的模型来表示；若视为电流源， 则可用一个理想电流源 I S与一个电阻 RS 相并联模型来表示。 若它们各自向 同样大小的负载电阻 RL 供电，其输出到负载电阻

20、RL 的电流和端电压若相同，则称这两个实际电压源模型与实际电流源模型等效变换的条件为：（1）取实际电压源与实际电流源的内阻均为RS ；US（2）已知实际电压源的参数为 U S和RS ，则实际电流源的参数为 ISS和 RS，S SRSS若已知实际电流源的参数为IS和 RS ，则实际电压源的参数为 US ISRS和RS。如图 2-3 所示。三实验设备10表 2-1序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源YB1731A030V12可调直流恒流源0500mA1实验台面板上3直流数字电压表0300V1实验台面板上4直流数字毫安表0500mA1实验台面板上5万用表1自备6电阻器120，200510，1

21、KHE-11 实验箱7可调电阻箱（元件箱）099999.91HE-19 实验箱四实验内容1. 测定理想电压源（直流稳压电源近似代替）与实际电压源的外特性（1） 测定理想电压源（直流稳压电源近似代替）外特性利用 HE-19 实验箱上的元件和实验台面板上的电流插座，按图 2-4 接线。其中 U S为100 ”可调电阻，调节 R2 ，令其阻值5V 直流稳压电源， R2 选择 HE-19 实验箱中的“ 由大至小变化，记录两表的读数于表 2-1 中。表 2-1R2 ( )600500400300200100U (V)I(A)（2） 测定实际电压源外特性11利用 HE-11 和 HE-19 实验箱上的元件

22、和实验台面板上的电流插座，按图 2-5 接线，虚 线框可模拟为一个实际的电压源。其中R2 选择 HE-19 实验箱中的“ 100 ”可调电阻。调节 R2 ，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数于表2-2 中。表 2-2R2( )600500400300200100U(V)I(A)2. 测定理想电流源（实验提供的电流源近似代替）与实际电流源的外特性（1）测定理想电流源（实验提供的电流源近似代替）的外特性利用 HE-19 实验箱上的元件和实验台面板上的电流插座， 按图 2-6（a）接线。其中 I S 为 直流恒流源 （实验提供的电流源近似代替） ，调节其输出为 10mA。 RL 选择 HE-19

23、实验箱中 的“ 100 ”可调电阻，调节 R2 ，令其阻值由小至大变化，记录两表的读数于表2-3 中。表 2-3 ( RS)RL ( )0100200300400500600700U (V)I(A)（2）测定实际电流源的外特性利用 HE-19 实验箱上的元件和实验台面板上的电流插座，按图2-6（b）接线。其中 I S为直流恒流源（实验提供的电流源近似代替） ，调节其输出为 10mA。从 HE-19 实验箱中选 择 RS 1k ， RL 选择“ 100 ”的可调电阻。调节 RL ，令其阻值由小至大变化，记录 两表的读数于表 2-4 中。12表 2-4 ( RS 1K )RL ( )0100200

24、300400500600700U (V)I(A)3. 测定电源等效变换的条件131）先按图 2-7（ a）线路接线，记录线路中电压表、电流表的读数于表2-5 中。表 2-5U S (V)5RS( )120U (V)I(A)（2）再按图 2-7（b）线路接线。调节恒流源的输出电流 I S ，使两表的读数与上一步 骤图 2-7（ a）测量得到的输出电流 I 数值（表 2-5 中）相等，记录此时得到的恒流源输出电 流 I S 之值于表 2-6 中，并验证电源等效变换条件的正确性。表 2-6IS(A)RS ( )120U (V)I(A)五、实验注意事项1在测电压源外特性时，不要忘记测空载（I 0）时的

25、电压值；测电流源外特性时，不要忘记测短路（ U 0）时的电流值，注意恒流源负载电压不可超过20 伏，负载更不可开路。2 3直流仪表的接入应注意极性与量程。六预习与思考题 1电压源的输出端为什么不允许短路？电流源的输出端为什么不允许开路？ 2说明电压源和电流源的外特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？ 3电压源与电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，下降的快慢受哪个参数影响？ 4电压源与电流源等效变换的条件是什么？所谓等效是对谁而言？理想电压源 与理想电流源能否等效变换？七实验报告要求1根据各实验数据绘出相应电源模型的外特性曲线，并总结、 归纳两类电源的特性。23回答思考题。4. 心得体会及其他

26、。14实验三 功率因数的提高一、 实验目的1. 解决一个实际问题：提高电源对感性负载电路的功率因数方法；理解提高功率 因数的意义。2. 了解日光灯工作原理，掌握日光灯线路的连接。3. 掌握基本交流仪表（测量电压、电流、功率）的使用方法。4. 通过实验，加深理解交流电路中电压相量关系以及电流相量关系。二、 实验原理1. 功率因数补偿方法 在工业及日常生活用电中， 用电器大部分都是感性负载， 例如， 工矿企业中驱动机械 设备的电动机，家庭生活使用的日光灯、电风扇、洗衣机、电冰箱等。要提高电源对感性负 载电路的功率因数， 通常采用在感性负载的两端并联适当容量的电容器的方法来提高电源对 感性负载电路的

27、功率因数。 原理是： 使流过电容器中的无功容性电流与感性负载中的无功感 性电流互相补偿， 以减小电源提供的无功能量值， 且使电路总电压与总电流之间的相位差减 小，从而提高电源对感性负载电路的功率因数。图 3-1 为感性负载并联电容器的电路图和相量图。 由相量图可见， 并联适当容量的电 容器 C 后，感性负载本身的外加电压未变，其自身的电流I1 以及功率因数角也没有改变，所以， 电源提供给电路的有功功率 P没有改变。 从相量图易可见， 线路中电源提供的总电流 I 变小了。2. 提高功率因数的意义 在一般情况下，电源供电对象多是感性负载，供电系统除了要提供给负载有功功率之 外，还要额外地提供无功功

28、率， 致使电路的功率因数总小于 1。如果电路的功率因数太低了， 就会出现下面两种情况：（1）电源容量不能充分利用 通常电源设备是根据预定的额定电压和额定电流设计的。 额定视在功率为 SN UNIN ， 电源输出的额定功率为 PN UNINCos N 。15当负载的功率因数 Cos 1 时，电源能输出最大的有功功率为 P U N I NCos U N I N SN 可见，此时电源的容量得到了充分地利用。当负载的功率因数 Cos 1 时，因电源的电流和电压不允许大于额定值，则所能输出的最大有功功率 P为P UNI NCos SN 。从而表明，此时降低了电源的利用率。（2）增加线路的功率损失用电负载

29、中的电流可表示为：UCos由公式看出，在 P、U 不变的时，功率因数越低，线路总电流 I 增大，而输电线路是由 导线电阻存在，所以，输电线路上的功率损失会增大P I 2r进而表明，功率因数低时，电能的传输效率大大降低了。因此， 必须设法提高电源对负载电路的功率因数， 以充分发挥电源设备的利用率， 又可 以减少输电线路的功率损耗，提高供电系统电能的传输效率。3. 日光灯电路3-2 所示。其等效电路如图 3-3在本实验中的感性负载选用的是一个日光灯电路，如图 所示。4. 日光灯工作原理在图 3-2 中，当日光灯电路接通电源后，经过灯管两端的灯丝，将 220V 电压加到启辉 器的两端， 使它产生辉光

30、放电并发热，启辉器内双金属片受热弯曲，使其内触点接通， 从而 有电流通过灯丝，使灯丝受热发射电子。 启辉器接通后辉光放电停止， 双金属片冷却， 触点 断开，在这瞬间， 镇流器两端立即产生很高的自感电动势， 它与电源电压一起叠加在灯管两 端，使灯管内的惰性气体击穿， 从而产生弧光放电，发出大量的紫外线，灯管内壁的荧光粉 吸收后辐射出可见光，日光灯就开始正常工作了。在电路中， 启辉器的作用相当于一个自动开关， 能自动接通电路用以加热灯丝， 还可以 自动断开电路， 用以使镇流器产生高压将灯管击穿放电。 镇流器的作用除了感应出高电压使16整个电路由于串联有大电感量的灯管放电外， 在日光灯正常工作时还起

31、限制其电流的作用。镇流器线圈，所以，整个电路功率因数较低。三实验设备表 3-1序号名称型号与规格数量备注1交流电压表0450V1实验台面板上2交流电流表 5A1实验台面板上3功率表0 450V ， 5A1实验台面板上4自耦调压器1实验台面板上5电流插座3实验台面板上6日光灯灯管30W1实验台面板上7镇流器、启辉器与 30W 灯管配用各1HE-16 实验箱8电容器1F,2.2F,4.7F/500V各1HE-16 实验箱四实验内容1. 利用 HE-16 实验箱中 “日光灯实验器件” 、实验台面板上与日光灯管连通的插孔及相 关器件，按图 3-4 接线。2. 经指导老师检查后，接通实验台电源，将自耦调

32、压器的输出相电压调至 220V 。3. 日光灯电亮后，将功率表、电压表读数记录于表 3-2 中。4. 将连接有电流表的电流插笔分别插入实验电路的三个电流插座（图中J、JL、 JC）中，测得三条支路的电流，记录于表 3-2 中。5. 按表 3-2 中要求，改变电容值（使其分别为C 1 F 2.2 F、 1 F 2.2 F 4.7 F ），重复测量各值，记录于表 3-2 中。17表 3-2测量数据计算数据电源 电压 （V）灯管 电压 （V）镇流器 电压 （V）线路总 电流 （A）灯管 支路 电流 （A）电容 支路 电流 （A）电路 有功 功率（W）电路视 在功率 （VA）电路 功率因数 （ Cos

33、 ）不并电 容器时并电容1F并电容3.2 F并电容7.9 F6. 将图 3-4 中的启辉器 S换成 HE-16 实验箱中的短接按钮，经过检查连接正确后，接 通 220V 电源，试用短接按钮点接日光灯，情况如何？7. 调节实验台上自耦变压器旋钮，改变电源的输出电压，使日光灯外加的交流电压随 之改变。（ 1）观察与测量日光灯电路中启辉器刚启辉时的电源电压，将测量值填入表3-3 中。（ 2）观察与测量日光灯点亮时电源电压，将测量值填入表3-3 中。（ 3）观察与测量日光灯因欠电压熄灭时电源电压值，将测量值填入表3-3 中。表 3-3启辉器刚启辉时电压（V）灯管点亮时电压（V）灯管熄灭时电压（V）五、

34、实验注意事项1. 本实验用交流市电 220V ，务必注意用电和人身安全。 必须在断电前提下，按连接实验线路。日光灯电路连接完毕后，必须认真检查，确认无误后才能通电。 实验完毕后，必须先断电、后拆线，严禁带电接线、拆线。2. 日光灯在启动过程中电流较大， 因此必须等日光灯点亮后， 才可以将电流插笔插入电 流插孔，否则，会损坏仪表， 切记！3. 功率表接入实验电路时，注意其电压 U 和电流 I 测量的同名端（ * ）的正确连接。实 验台面板上的数显功率表可以直接读测量功率值。若用电动式功率表测量时，在读数时要注意量程和实际读数的折算关系。4. 线路接线正确，日光灯不能启辉时， 应检查启辉器及其接触

35、是否良好。18六预习与思考题1在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一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；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为 什么？2为了提高电源对电路的功率因数，常在感性负载两端上并联电容器，此时增加了一 条电流支路， 试问电路的总电流是增大还是减小， 此时感性元件上的电流和功率是否改变？ 3提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是 否越大越好吗？七实验报告要求1. 完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。2. 根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图， 验证相量形式的基尔霍夫定律。3. 讨论改善电源

36、对电路功率因数的意义和方法。4. 装接日光灯线路的心得体会及其它。19实验四 三相交流电路的研究实验目的1掌握三相负载的星形（ Y ）连接方法。2. 研究三相负载的星形（ Y ）接法的线、相电压及线、相电流之间的关系。3充分理解三相四线制供电系统中的中线的作用。4掌握用二瓦特表测量三相负载电路有功功率的方法。、实验原理1. 供电电源若采用三相四线制，则三相负载可接成星形（又称“ Y ”接法）或三角形 （又称接法 ）。本实验仅研究三相负载星形（ Y）接法。当三相 对称负载 作星形（ Y ）形连接时，电路的线电压 U l是相电压 Up 的 3倍，即 Ul 3U P ；线电流 I l等于相电流 Ip

37、，即 Il I p，流过中线的电流 IN 0 ，所以，此 时可以省去中线。图 6-1 为电源三相四线制供电时，负载星形（Y0）连接有中性线电路；图 6-2 为三相三线制供电时， 对称负载 星形（ Y ）连接无中性线电路。2. 对于三相不对称负载作星形连接时，为保证每相电压等于电源的相电压（三相对称20电压），电路必须采用三相四线制接法（且要有中线） ，即 Yo 接法。而且，中线必须牢固连 接。若中线断开，会导致三相负载的相电压不对称，致使负载轻（阻抗值高）的那一相的相 电压过高，使负载遭受损坏；负载重（阻抗值相对较低）的一相的相电压又过低，使负载不 能正常工作。尤其是对于三相照明负载，无条件地

38、一律采用星形有中线的Y0 接法。本实验中， 三相对称交流电源经过三相调压器输出， 用三组白炽灯作为三相负载。 线电 流、相电流、中线电流用连有电流表的电流插头和插座来测量。3. 三相电路中的功率测量三相电路中的功率测量有三功率表法和两功率表法。对于在三相四线制电路中，当三相负载不对称时，电路的总功率P，可用三个单相功率表，分别测出各相负载的功率，然后相加，即得三相电路的总功率P P1 P2 P3这种测量方式称为 “三功率表法” ；若三相负载对称， 则只需用一个单相功率表测出任一相 的功率后，将其读数乘 3，即得到三相电路的总功率。对于在三相三线制电路中，不论三相负载是否对称，也不论负载是星形（

39、Y）接法还是三角形（ ）接法，通常用两个功率表测量三相功率，又称为“两功率表法” ，如图 6-3 所 示。 2个功率表读数的代数和即为三相负载的总功率。其原理可参见有关资料。三实验设备表 6-1序号名称型号与规格数量备注1交流电压表0450V1实验台面板上2交流电流表0 5A1实验台面板上213三相自耦调压器1实验台面板上4电流插座4HE-17 实验箱5万用表1自备6三相灯组负载220V ，25W 白炽灯9HE-17 实验箱四实验内容图 6-4 为 HE-17 三相电路实验线路板， U（A）、V（B）、W（C）、N（O）、x、y、z 为HE-17 三相电路实验箱上负载连接插孔， JA 、JB、

40、JC、JN 为测相电流和中线电流插孔。 KA 、 KB、KC 、KN 为控制开关。操作步骤：三相负载星形（ Y）连接（三相四线制供电）1. 图 6-5 是三相负载星形（ Y）连接 实验原理接线图，图中 U、V、 W、N 为实验台面 板上三相电源调压输出的插孔， 即，三相灯组负载经由过流保护装置与三相自耦调压器连通 三相对称电源。实验前，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） 。2. 按图 6-5 连接实验电路。先将 HE-17 实验箱上接线端 x、y、z、 o 用导线连接在一起，作为三相负载星形（Y ）连接的中点 N，再分别将 U（A）、V （B）、W（C）端接至三相电源

41、相线端。 N（O）接至 三相电源的中性线端 N ，从而组成三相四线制负载实验电路。经自查正确后，再经过指导教师检查合格后，方可开启实验台电源。3. 调节调压器的输出，使输出的三相线电压为380V 。4. 按表 6-2 中内容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以及用两表法测量三相功率。 将所测得的数据记入表 6-2 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。22表6 - 2负 载 情 况开灯盏数负载 线电压（V）负载 相电压（V）线电流（A）中 线 电 流 （A）中 点 电 压 （V）功率 （两表法）（W）灯 光 亮 度 情

42、况A 相B 相C 相UABUBCUCAUAUBUCIAIBICINUNP1P2P1+P2对 称有 中 线333不 测不 测不测无 中 线333不 测不 对 称有 中 线123不 测不 测不测无 中 线123不 测注意：测量完数据后，先将三相电源调压器调至输出电压为 再关断电源，最后再拆线。0（逆时针旋至最左端）五实验注意事项1. 本实验采用三相交流市电，线电压为 380V ，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. 断电接线，每次接线完毕，同组同学应自查一遍， 然后由指导教师检查合格后，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。

43、3. 测量、记录各电压、电流时，注意分清它们是哪一相、哪一线，防止记错。23六预习与思考题1. 三相负载连接成星形或三角形时，它们的线电压与相电压、线电流与相电流之间的 关系是怎样的？2. 本实验的三相负载若采用三角形连接， 为使电灯正常工作， 三相电源电压应该设定为 多少？画出三相负载三角形连接的原理图。3. 复习三相交流电路有关内容， 试分析三相星形连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？45. 用“两表法”为什么也能测出三相负载功率？测量时有什么条件？七实验报告要求1根据实验数据，在负载为星形（ Y）连接时， Ul3U p 在什么条

44、件下成立？2用实验数据和观察到的现象，总结三相四线制供电系统中的中线作用。3. 根据不对称负载星形连接时的相电压值作相量图，并求出线电压值，然后与实验测 得的线电压作比较，分析之。4. 回答思考题。5. 心得体会及其他。24实验五 三相异步电动机的正反转控制点动，连动，正反转）、实验目的1. 掌握三相鼠笼式异步电动机接线方法。2. 通过对三相鼠笼式异步电动机运行控制，掌握基本继电- 接触器控制技术。3. 加深理解电气控制系统中自锁、互锁概念及其实现方法。4. 学会分析、排除继电 - 接触器控制线路故障的方法。二实验设备表 7-1序号名称型号与规格数量备注1三相交流电源线电压 380V 三相四线

45、制实验台面板上2交流电压表0 450V1实验台面板上3三相鼠笼式异步电动机DJ24 型Y/， 380V/220N14交流接触器LC1-D06102HE-51实验箱HE-52实验箱5按钮3HE-51实验箱6热继电器LR2-D1305N1HE-52实验箱7万用电表1自备三、实验原理与步骤1. 三相鼠笼式异步电动机的定子绕组连接 三相鼠笼式异步电动机的定子绕组有六个 接线端，通过接线盒与外界连接。电动机定子 三相绕组的首、末端标志为：首端 U 1、 V1、 W1， 末端U2、V2、W2。图 7-1为绕组首末端在接线 盒中的排列情况。图 7-2-a 为电动机绕组星形Y ）连接的接线图，图7-2-b 为

46、电动机绕组三角形（）连25接的接线图。2 三相鼠笼式异步电动机的点动控制 在本实验中， 三相鼠笼式异步电动机采用星形 而实验所用的交流接触器的励磁线圈额定电压却是 电压有效值设定为 380V，相电压有效值为 220V。（ Y）连接方式， 其额定的线电压为 380V。220V。所以， 电源采用三相四线供电， 线图7-3为电动机 点动 运行的控制线路图。当按下点动按钮SB时，接触器 KM线圈通电，接触器 KM主触点闭合，电动机 M通电启动运行。当松开按钮 SB后，接触器 KM线圈断电，接触器KM主触点断开，电动机 M失电停止运行。操作步骤：（ 1） 在断电的情况下按图 7-3 接线，连接成电动机点

47、动运行的控制线路。2）接线完毕后，先自查接线无误，再经过指导教师的同意后，方可以接通电源实验。3）按实验台面板上总电源启动按钮，接通三相交流电源，线电压380V 。4）按下点动按钮 SB，并保持，看电动机工作情况。5）送开点动按钮 SB，看电动机工作情况。体验电动机点动控制的性能。266）关断电源。3三相鼠笼式异步电动机的连续运行控制图7-4 为三相鼠笼式异步电动机 连续运行 的控制线路图。当按下启动按钮 SB1时，接触 器KM线圈通电， 接触器 KM主触点闭合， 电动机 M通电启动运行， 同时，并联在启动按钮 SB1 两 端的接触器 KM常开（动合）辅助触头闭合，自锁。当松开启动按钮SB1

48、后，电动机仍然能继续运行。当按下停止按钮 SB3 时，接触器 KM线圈断电，接触器 KM主触点断开，电动机 M失电 停止运行。同时，起自锁作用的接触器KM辅助触头恢复常开状态。操作步骤：先关断电源。（1）按图 7-4 接线，连接成电动机连续运行的控制线路。（2）接线完毕后，先自查接线无误，再经过指导教师的同意后，方可以接通电源实验。（ 3）按实验台面板上总电源启动按钮，接通三相交流电源，线电压380V 。（ 4）按下启动按钮 SB1，看电动机工作情况。（5）送开启动按钮 SB1 ，看电动机工作情况。体验接触器KM的辅助触头在控制电路中的自锁性能。6）按下停止按钮SB3 ，看电动机工作情况。7）关断电源。4三相鼠笼式异步电动机的正反转运行控制27图7- 5 所示是三相鼠笼式异步电动机正反转控制线路图7-5 为三相鼠笼式异步电动机正反转的控制线路图。 在鼠笼式异步电动机正反转控制线路中， 电动机的旋转方向是通过接入电动机三相定子 绕组中电流相序的更换来改变的。本实验线路（图 7-5 ）具有如下特点：（1）电气互锁为了避免接触器 KM1（正转）、 KM2（反转）同时得电吸合造成三相电源短路，在KM1线