实验室供电系统与安全用电

1、 系别：电子信息工程系 班级： 学号： 姓名： 实践一 实验室供电系统与安全用电一、实验室供电系统： （一）三相电源 下图是从变压所变压器出来的三相电源，由输电线输送到实验台上。图中L1、L2、 L3（或U、V、W）为相线，N为零线也称中线。三相电源的线电压为380V，相电压为220V。在实验时如果需要降压或升压时可用单相或三相自耦调压器调压得到所需求的电压值。 为了保证人身的安全，电源的中线必须接地。一般用电设备的金属外壳都应接安全地线。在电气实验室里使用的三相电源共有五根线，其中三根为相线L1、L2、L3（U、V、W），一根为零线(N)，另一根为地线(PE)。每根相线都装有保险丝在输送到各

2、实验台上。 图：实验室三相五线电源 （二）单相电源 实验台上的单相电源是三相四线供电系统中的一相，实验台电源插座一般的安装方法是当进线为两线，双孔插座在水平排列时，应面对插座相线接右孔，零线接左孔（左零右火），如图a所示；双孔插座垂直排列时，相线(L)接上孔，零线(N)接下孔（下零上火）如图b所示。（a）图 (b)图二、触电对人体的危害 （一）人身安全 1、人体耐压：36v50v 大于50V危及生命 2、电流：1mA50mA 大于80mA危及生命 3、时间：有点通过05s 大于15s休克 4、频率：低201KHZ 高1KHZ100KHZ 超高大于100KHZ 5、高压与低压的危险性：作用与人体

3、的电压越高，电流越大，对人体造成伤害越严重。 6、频率对人体的影响：低频50HZ引起共振（与心脏），所以影响最大。 7、人体触电位置（单手）：左手危险，右手相对好一点。 （二）仪器安全 1、人体触电的形式 （1）单相触电 (2)两相触电 (3)跨步电压触电 (4)接触电压触电 (5)剩余电荷触电 (6) 悬浮电压触电 2、触电事故发生的主要原因 (1) 线路不符合规定 (2) 用电设备不符合要求 (3) 电气操作制度不严格、不健全 (4) 用电不谨慎。 3、触电事故的预防： (1)各种用电设备的金属外壳必须加接良好的保护接地。 (2)经常检查实验设备内部电路与外壳间的绝缘电阻。 (3)敷设线路

4、必须使用具有绝缘层的导线。 (4)各种电线、开关、插座的安装必须按照规定的高度和距离施工。 (5)电烙铁的电源线不要用塑料软线，最好用花线。 (6)在修理电子器具时要单手操作，不要两手同时操作。 4、漏电保护 (1)保护接地:保护接地是为了防止电气设备绝缘损坏时人体遭受触电 危险，而在电气设备的金属外壳或构架等与接地体之间所作的良好的连接。 (2)保护接零:零线上不能装熔断器和断路器，以防止零线回路断开时，零线出现相电压而引起的触电事故；在同一低压电网中，不允许将一部分电气设备采用保护接地，而另一部分电气设备采用保护接零;在接三眼插座时，不准将插座上接电源零线的孔同接地线的孔串接。正确的接法是

5、接电源零线的孔同接地的孔分别用导线接到零线上；除中性点必须良好接地外，还必须将零线重复接地。（三）触电急救 1、触电地附近有电源开关时，应立即切断电源。 2、若电源开关远离触地时，通知供电部门立即停电。同时用绝缘钳、干燥木棒或斧子切断电源。 3、当电线搭在触电者身上或被压在身下时，可用干燥的手套、绳索、竹竿、木棒 绝缘物质作为救护工具，拽开触电者或挑开电线，使触电者脱离电源。 4、把脱离电源的触电者迅速移到通风干燥的地方，使其仰卧，并解开其上衣纽扣和腰带，然后对触电进行急救。不能给触电者施用打强心针、泼冷水或压木版等不科学的方法。三、实验总结 电本身看不见、摸不着，具有潜在的危险性，因此每个人

6、都应高度重视安全用电问题。同时进入电工实验室就要认清电流对人体的伤害，牢记安全电压标准，采取相应的安全用电措施，以确保人员和设备的安全。如果不掌握用电基本规律，不按操作规程用电，忽视用电安全，就会造成电气事故。因此每一位进入电工实验室的人员都必须高度重视安全用电问题。本实践是整个电器实践的基础，只有掌握了这些知识才能安全的进行实践课程的学习和应用，还有许多细节需要补充和自己从实践中去学习，学习好本章不仅是必要的，而且对以后去学习工作和日常生活中都很有帮助。实践二：单、三相交流电源器件测量一、正弦稳态交流电路相量的研究 （一）实验目的 1、研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系、 2、掌

7、握日光灯线路的接线。 3、理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 （二）实验仪器 交流电压表、交流电流表、功率表、自耦调压器、镇流器、启辉器、日光灯灯管、电容器、白炽灯及灯座、电流插座。（三）实验原理 1.在单相正弦交流电路中，用交流电压表测得各支路的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律，即I=0和U=0。 2.如图(a)所示的RC串联电路，在正弦稳态信号U的激励下，UR与UC保持有90的相位差，即当R阻值改变时，UR的相量轨迹是一个半圆。U、UC与UR三者形成一个直角形的电压三角形，如图(b)所示。R值改变时，可改变的大小 3.日光灯线路如图(C)所示，图中A是日光灯管，L是镇

8、流器，S是启辉器，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（cos值）。 图 （a） 图（b） 图（c） 4.日光灯线路接线与测量。 5.并联电路电路功率因数的改善，按下图组成实验线路。（四）实验总结 1本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全。 2功率表要正确接入电路。 3线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。 4. 做了这个实验，对日光灯的构造、工作原理有了进一步的了解。在日常生活中，常接触到少了启辉器的日光灯无法工作，却不知原因，至此，才知道，启辉器的重要性。让我们对生活多了份体会。二、互感电路观测 （一）实验目的 1、学会互感同名端、互感系数以及耦合系数的

9、测定方法。 2、理解两个线圈相对位置的改变，以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。 （二）实验仪器 数字直流电源表、数字直流电流表、交流电压表、交流电流表、空心互感线圈、自耦调压器、直流稳压电源、电阻值、发光二极管、粗、细铁棒、铝棒、变压器 （三）实验原理 1. 判断互感线圈同名端的方法。 (1) 直流法:如图A所示，当开关S闭合瞬间， 若毫安表的指针正偏， 则可断定“1”、“3”为同 图A名端；指针反偏，则“1”、“4”为同名端。 (2) 交流法:如图B所示，将两个绕组N1和N2的任意两端（如2、4端）联在一起，在其中的一个绕组（如N1）两端加一个低电压，另一绕组（如N2）开路，用交流电压表

10、分别测出端电压U13、U12和U34。若U13是两个绕组端压之差，则1、3是同名端；若U13是两绕组端电压之和，则1、4是同名端。2. 两线圈互感系数M的测定:在图B的N1侧施加低压交流电压U1，测出I1及U2。根据互感电势 E2MU20U2 MI1 可算得互感系数为M I1 图B 3.耦合系数k的测定:两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数k来表示如右图B，先在N1侧加低压交流电压U1，测出N2侧开路时的电流I1；然后再在N2侧加电压U2，测出N1侧开路时的电流I2，求出各自的自感L1和L2，即可算得k值。（四）实验总结 1、整个实验过程上，注意流过线圈N1的电流不得超过1.4A，流过线圈N

11、2的电流不得超过1A。 2、测定同名端及其他测量数值的实验中，都应将小线圈N2套在大线圈N1中，并插入铁心。 3、作交流试验前，首先要检查自耦调压器，要保证手柄置在零电位上。因实验时加在N1上的电压只有23V左右，因此调节时要特别仔细、小心，要随时观察电流表的读数，不得超过规定值。三、单相铁心变压器特性的测试（一）实验目的 1、通过测量，计算变压器的各项参数。 2、学会测绘变压器的空载特性与外特性。（二）实验仪器 交流电压表、交流电流表、自耦调压器、试验变压器、单相功率表、白炽灯（三）实验原理 变压器由线圈和铁芯组成，铁芯中的磁感应强度取决于外加电压的大小；同时建立铁心磁场还必须提供磁化电流，

12、外加电压越高，铁芯的磁感应强度就越大，需要的磁化电流也相应越大。因此，外加电压和磁化电流的关系就反映了磁化曲线的性质。在变压器二次侧开路时，输入电压与磁化电流的关系就称为变压器的空载特性，它具有非线性的特征。负载特性是指当负载改变时，二次侧电压与电流之间的关系，其也具有非线性的特征。（四）实验总结 1、本实验是将变压器作为升压变压器使用，并用调节变压器提供原边电压U1，故使用调压器时应首先调至零位，然后才可合上电源，此外，必须用电压表监视调压器的输出电压，防止被测变压器输出过 电压而损坏实验设备，但要注意安全，以防高压触电。 2、由负载实验转到空载实验时，要注意及时边更仪表量程。 3、遇异常情

13、况，应立即断开电源，待处理好故障后，在继续实验。四、变压器的连接与测试 （一）实验目的 深入了解变压器的性能，学会灵活使用变压器。 （二）实验仪器 交流电压表、试验变压器 （三）实验原理 图9-1 1、如图9-1所示的变压器，有15V，0.3A和5V,0.3A的两个次级绕组。现在，如 果想得到一组稍低于5V的电压。要降低（或升高）变压器次级绕组的输出电压方法： （1）降低（或升高）初级输入电压这需要用到调压器，还受到额定电压的限制。 （2）减少（或增加）次级绕组匝数。 （3）增加（或减少）初级绕组匝数。 只要把15V绕组串入初级绕组（注意同名端，应头尾相串），再接入220V电源，则变压器的另一

14、个次级绕组的输出电压就会改变。 变压器初、次级绕组的每伏匝数基本上是相同的，设为n，则该变压器原初级绕组的匝数为220n匝，两个次级绕组的匝数分别为15n和5n匝。把一个次级绕组正串入初级绕组后，初级绕组就变成（22015）n匝。当变压器初级绕组的匝数改变时，由于变压器次级绕组的输出电压与初级绕组的匝数成反比，所以将15V绕组串入初级绕组后，5V绕组的输出压（U01）就变为：U01=(V)同理，如果把15V绕组反串入初级绕组，再接入220V电源，则5V绕组的输出电压（U02）就变为：U02= 2、将此变压器的二个次级绕组头尾相串，就可以得到U03=155=20（V）的次级输出电压。反之，如果将

15、它的二个次级绕组反向串联，其输出电压就成为V04=155=10（V）。（四）实验总结 1、由于实验中用到220V交流电源，因此操作时应注意安全。做每个实验和测量之前，均应先将调压器的输出电压调为0V，在接好连线和仪表，经检查无误后，再慢慢将调压器输出电压调到220V。测试、记录完毕后立即将调压器的输出电影调为0V。 2、图中，变压器两个次级绕组所标注的输出电压是在额定负载下的输出电压。本实验中所测得的各个次级绕组的电压实际上是空载电压，要比所标注的电压高。 3、实验内容7中必须确保3、5（或4、6）为同名端，否则会烧坏变压器。 4、学会了同名端、异名端的判定与应用。五、三相交流电路电压、电流的

16、测量 （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）实验仪器 交流电压表、交流电流表、三相自耦调压器、万用表、三相灯组负载、电门插座 （三）实验原理 1、三相负载可接成星形（又称“Y”接）或三角形（又称“”接）。当三相对负载作Y形联接时，线电压UL是相电压UP的3倍。线电流IL等于IP。在这种情况下，流过中线的电流I0=0，所以可以省去中线。当对称三相负载做形连接时，有IL=3IP UL=UP 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Y0接法，而且中线须牢固联接

17、，以保证三相负载的每相电压维护对称不变。负载重的一相相电压过低，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=3IP，但只要电源的线电压UL对称，加在三相负载撒谎功能的电压仍是对称的。（四）实验注意事项 1、本实验采用三相交流市电，线电压为380V，应穿绝缘鞋进教室，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

18、烧坏灯泡，DG08实验箱内设有过压保护装置。当任一相电压245250V时，即声光报警跳闸。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。（五）实验总结 对于三相电路，原本仅有个概念似的泛泛的了解，这次实验让我知道了连接三相电路的不同接法，也更深刻了380V电压的“分量”（实验时必须穿绝缘鞋进入）。在指导老师严厉的督导下，终于顺利完成了实验。实践三:万用表原理与安装一、万用表原理与安装的目的 1. 通过实习要求学生学会使用一些常用的电工工具及仪表； 2. 要求学生掌握一些常用开关电器的使用方法及工作原理；3. 通过本次电工实习学生要接触到一定的电学知识，实现理论联系

19、实际，认识一些常用电工器具的外形及结构特点，为后续课程的学习打下一定的基础。二、万用表的组成 万用表由机械部分、显示部分、与电器部分三大部分组成，机械部分包括：外壳、档位开关旋钮及电刷等部分组成，显示部分是表头，电器部分由测量线路板，电位器，电阻，二极管，电容等部分组成（见图4）。表头是万用表的测量显示装置；档位开关用来选择被测电量的种类和量程；测量线路板将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。 三、MF47型万用表的工作原理 MF47型万用 我们所做的是指针式万用表：它由表头、电阻测量档、电流测量档、直流电压测量档和交流电压测量档几个部分组成，图中“”为黑表棒插孔，“”为红表

20、棒插孔。测电压和电流时，外部有电流通入表头，因此不须内接电池。 当我们把档位开关旋钮SA打到交流电压档时，通过二极管VD整流，电阻R3限流，由表头显示出来； 测电阻时将转换开关SA拨到“”档，这时外部没有电流通入，因此必须使用内部电池作为电源，设外接的被测电阻为 Rx，表内的总电阻为R，形成的电流为I，由 Rx、电池E、可调电位器RP、固定电阻 R1和表头部分组成闭合电路，形成的电流I使表头的指针偏转。红表棒与电池的负极相连，通过电池的正极与电位器 RP及固定电阻R1相连，经过表头接到黑表棒与被测电阻 Rx形成回路产生电流使表头显示。回路中的电流为：I=E/ (Rx+R)从上式可知： I和被测

21、电阻Rx不成线性关系，所以表盘上电阻标度尺的刻度是不均匀的。当电阻越小时，回路中的电流越大，指针的摆动越大，因此电阻档的标度尺刻度是反向分度。当万用表红黑两表棒直接连接时，相当于外接电阻最小Rx=0，那么：I=E/( Rx+R) E/ Rx0。此时通过表头的电流最大，表头摆动最大，因此指针指向满刻度处，向右偏转最大，显示阻值为0。那么电阻档的零位是在左边还是在右边，其余档的零位与它一致吗？反之，当万用表红黑两表棒开路时Rx， R可以忽略不计，那么：I=E/( Rx+R) E/ Rx它由5个部分组成：公共显示部分；直流电流部分；直流电压部分；交流电压部分和电阻部分。线路板上每个档位的分布（见图8

22、），上面为交流电压档，左边为直流电压档，下面为直流mA档，右边是电阻档。 四、MF47型万用表安装步骤 1清点材料 2二极管、电容、电阻的认识 3焊接前的准备工作 4元器件的焊接与安装 5机械部件的安装调整 6万用表故障的排除 7万用表的使用 8考核要求 用调零电位器，最后与公共显示部分形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。五、电位器的安装电位器安装时，应先测量电位器引脚间的阻值，电位器共有五个引脚（见图42），其中三个并排的引脚中，1、3两点为固定触点，2为可动触点，当旋钮转动时，1、2或者2、3间的阻值发生变化。电位器实质上是一个滑线电阻，电位器的两个粗的引脚主要用于固定电位器。安装时应捏

23、住电位器的外壳，平稳地插入，不应使某一个引脚受力过大。不能捏住电位器的引脚安装，以免损坏电位器。安装前应用万用表测量电位器的阻值，电位器1、3为固定触点，2为可动触点，1、3之间的阻值应为10k，拧动电位器的黑色小旋钮，测量1与2或者2与3之间的阻值应在010k间变化。如果没有阻值，或者阻值不改变，说明电位器已经损坏，不能安装，否则5个引脚焊接后，要更换电位器就非常困难。六、分流器的安装 安装分流器时要注意方向，不能让分流器影响线路板及其余电阻的安装（见图43）。输入插管装在绿面，是用来插表棒的，因此一定要焊接牢固。将其插入线路板中，用尖嘴钳在黄面轻轻捏紧，将其固定，一定要注意垂直，然后将两个

24、固定点焊接牢固 七、晶体管插座的安装 晶体管插座装在线路板绿面，用于判断晶体管的极性。在绿面的左上角有6个椭圆的焊盘，中间有两个小孔，用于晶体管插座的定位，将其放入小孔中检查是否合适，如果小孔直径小于定位突起物，应用锥子稍微将孔扩大，使定位突起物能够插入。将晶体管插片插入晶体管插座中，检查是否松动，应将其拨出并将其弯成图44中b的形状，插入晶体管插座中，将其伸出部分折平。晶体管插片装好后，将晶体管插座装在线路板上，定位，检查是否垂直，并将6个椭圆的焊盘焊接牢固。 八、材料配套清单（1）电阻：（单位：欧姆） R1 0.46 R2 5 R3 50.5 R4 555 R5 15K R6 30K R7

25、 150K R8 800K R9 84K R10 360K R11 1.8M R12 2.25M R13 4.5M R14 17.3K R15 55.4K R16 1.78K R17 165 R18 15.3 R19 6.5 R20 4.15K R21 20K R22 2.69K R23 141K R24 20K R25 20K R26 6.75M R27 6.75M R28 0.025（分流器） （2）可调电阻（单位：欧姆） WH1 10K WH2 500（或1K）（3）二极管 D1/D2/D3/D4（4）保险丝夹2只（5）电容 C1 10UF/16V（6）保险丝一只（7）连接线4根（1.5

26、V电池正，负/9V+1.5V与9V在电池夹处用短线连接）（8）短接线一根（线路板J1短接）（9）线路板一块九、万用表的调试： 1、测量直流电流：把万用表两表棒插好，红表棒接，黑表棒接，把档位开关旋钮打到直流电流档，并选择合适的量程。当被测电流数值范围不确定时，应先选用较高的量程。把被测电路断开，将万用表两表棒串接到被测电路上，注意直流电流从红表棒流入，黑表棒流出，不能接反。根据测出电流值，再逐步选用低量程，保证读数的精度。 2、测量电阻：插好表棒，打到电阻档，并选择量程。短接两表棒，旋动电阻调零电位器旋钮，进行电阻档调零，使指针打到电阻刻度右边的0处，将被测电阻脱离电源，用两表棒接触电阻两端，从表头指针显示的读数乘所选量程的分辩率数即为挥发油电阻的阻值。如选用R10 十、故障的排除 1、表针没任何反应，一般为表头、表棒损坏；接线错误；保险丝没装或损坏； 2、电池极板装错（如果将两种电池极板装反位置，电池两极无法与电池极板接触，电阻档就无法工作）；电刷装错；电压指针反偏（这种情况一般是表头引线极性接反。如果DCA、DCV正常，ACV指针反偏，则为二极管D1接反）；测电压示值不准（这种