电工基础实验课件

1、实验1 实验基础知识 一 测量的内容 电子测量包括对各种电参量进行的测量。电子测量的内容主要有：电能量的测量 电能量的测量指的是对电流、电压、功率等参数的测量。电子元件和电路参数的测量 电子元件和电路参数的测量指的是对电阻、电容、电感、品质因数以及电子器件的参数等的测量。电信号特性的测量 电信号特性的测量指的是对信号的波形、周期、相位、频谱、调制度、失真度等参数的测量。电子设备性能的测量 电子设备性能的测量指的是对通频带、放大倍数、选择性、衰减量、灵敏度等参数的测量。特性曲线的测量 特性曲线的测量指的是对放大器幅频特性曲线与相频特性曲线等特性的测量。 在上述各项测量内容中，特别以频率、时间、电

2、压、相位、阻抗等基本电参数的测量更为重要，它们往往是其他参数测量的基础。 另外对于非电量的测量，如温度、压力、位移、流量等，可以通过传感器将其转换为电量后再利用电子测量设备进行测量。 二 测量的基本方法直接测量法 直接测量是直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法，比如用电压表测量电压，用欧姆表测量电阻阻值，用计数式频率计测量频率等。直接测量法测量过程简单迅速，是应用最为广泛的一种测量方法。间接测量法 间接测量是利用直接测量的量与被测量之间的函数关系(可以是公式、曲线或表格等)，间接得到被测量量值的测量方法。例如需要测量电阻只上消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系

3、PUI，经过计算，“间接”获得功耗P。 间接测量法多用于科学实验，或在直接测量不方便，或间接测量的结果较直接测量更为准确，或缺少直接测量仪器等情况下使用。 组合测量法 在某些测量中，被测量与几个未知量有关，测量一次无法得出完整的结果，则可改变测量条件进行多次测量，然后按被测量与未知量之间的函数关系组成联立方程，求解，得出有关未知量。 测量时应对被测量的物理特性、测量精度要求以及测量所需费用等方面进行综合考虑，结合现有的仪器、设备条件，择优选取合适的测量方法 三 测量误差的基本概念 测量的目的是得到被测量的真实结果，即真值。实际上，由于测量设备、测量方法、测量环境和测量人员的素质等条件的限制，测

4、量所得到的结果与被测量的真值之间会有差异，这个差异称为测量误差。测量必产生误差。 测量误差的表示方法通常有：绝对误差、相对误差。1绝对误差 定义 测量所得的测量值x与被测量真值A0之差称为绝对误差，用x表示，即 x=xA0 （1.1）式中，x称为被测量的示值或测量值，习惯上统称为示值；A0称为被测量的真值。 真值A0是一个理想的概念，实际上是不可能得到的，通常用高一级的标准仪器或计算器具所测得的数值A代替，A称为被测量的实际值。这时绝对误差可按下式计算： x=xA （1.2） 绝对误差的正负号表示测量值偏离实际值的方向，即偏大或偏小。绝对误差的大小则反映出测量值偏离实际值的程度。绝对误差是一个

5、有量纲的量。(）修正值 与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值，称为修正值，用c表示。 c = x= Ax （1.3） 对测量仪器进行定期检定时，用标准仪器与受检仪器相比对，以表格、曲线或公式的形式给出受检仪器的修正值。和绝对误差一样，修正值也有大小、符号和量纲。 在日常测量中，当得到测量值x后，要对测量值x进行修正得出被测量的实际值。 A=cx （1.4） 2相对误差 绝对误差与被测量的真值之比，称为相对误差，用表示： = 100% （1.5） 相对误差没有量纲，只有大小和符号。 由于真值难以确切得到，通常用实际值A代替真值A0来表示相对误差，称为实际相对误差，用表示： = 100%

6、（1.6） 在误差较小，要求不大严格的场合，也可用测量值x代替实际值A，由此得出示值相对误差，用表示： = 100% （1.7） 由于x中含有误差，所以只适用于近似测量。 绝对误差x与仪器满度值Xm之比，称为满度相对误差或引用相对误差，用表示： = 100% （1.8） 测量仪器使用最大满度相对误差表示它的准确度，这时有 = 100% （1.9） 上式中，x表示仪器在该量程范围内出现的最大绝对误差；x表示满刻度值，即量程。是仪器在正常工作条件下不应超过的最大相对误差，它反映了该仪器的综合误差的大小。 电工测量仪表按值分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七级。1.0级表示该

7、仪表的最大满度相对误差不会超过1.0%，但超过0.5%，也称为准确度等级为1.0级。准确度等级常用符号S表示。 对于同一仪表，所选量程不同，可能产生的最大绝对误差也不同。当仪表准确度等级选定后，测量值越接近满度值时，测量相对误差越小，测量越准确。因此，一般测量时应尽量使指针处在仪表满度值的三分之二以上区域。 四 测量误差的来源1.仪器误差 仪器误差又称为设备误差。由于仪器原理的近似性和设计、生产等环节的不完善，使其作为测量工具自身既具有了偏差性。减小仪器误差的主要途径是根据具体测量任务，正确地选择测量方法和使用测量仪器。2.使用误差 使用误差又称为操作误差，是由于对测量设备操作使用不当而造成的

8、误差。减小使用误差的最有效途径是提高测量操作技能，严格按照仪器使用说明书中规定的方法步骤进行操作。 3.人身误差 人身误差主要是指由于测量人员感官能力的局限性产生的误差。 4.方法误差 方法误差主要是指所使用的测量方式不当或测量原理不严密所引起的误差。 5.环境误差 环境误差主要指由于多种环境因素与要求的测量条件不一致所形成的误差。 五 有效数字 测量结果通常表示为一定的数值，由于含有误差，所以测量数据及由测量数据计算出来的数据都是近似值。如何用近似数值恰当的表示测量结果，这就涉及有效数字的问题。 组成数据的每个必要数字称为有效数字.有效数字是指从最左边一位非零数字算起，到右边最后一个数字（包

9、括零）。 例如：3.142 四位有效数字 100 三位有效数字 0.036 二位有效数字 0.3060 四位有效数字 3.6102 二位有效数字 有效数字中非零数字后的0不能随意省略，例如，2000Hz可以写成2.000kHz或2.000103Hz，而不能写成2kHz、2.0kHz或2.0103Hz。 测量时，一般在量程的最小刻度基础上多估读一位数字作为测量值的最后一位，该位估读数字称为欠准数字。欠准数字后的数字是无意义的，不必记入。例如，某量程为30V的电压表分辨力为1V，如果读出22.8V是恰当的，但不能读成22.83V。六 数字的舍入原则 测量中，对测量结果中的多余有效数字，应按照规则进

10、行舍入，舍入规则概括为“大于五入，小于五舍，等于五求偶。” 规则说明：删略部分最高位数字大于5时，末位进1。 删略部分最高位数字小于5时，后位舍去。 删略部分最高位数字等于5时，5后面只要有非零数字时进1；如果5后面全为零或无数字时，采用求偶法则，即5前面为偶数时舍5不进，5前面为奇数时进1。 七测量仪器的基本知识 按照仪器功能，常见的电子测量仪器分为以下几类。1.信号发生器 信号发生器是在电子测量中提供符合一定技术要求的电信号产生仪器，如正弦信号发生器、脉冲信号发生器、函数信号发生器、随机信号发生器等。2.电压测试仪器 电压测量仪器是用于测量信号电压的仪器，如直流电压表、低频毫伏表、高频毫伏

11、表、数字电压表等。3.示波器 示波器是用于显示信号波形的仪器，如通用示波器、取样示波器、记忆示波器、数字存储示波器等。4.频率测量仪器 频率测量仪器是用于测量信号频率、周期等参数的仪器，如通用电子计数器、数字频率计、数字相位计等。5.电子元器件测试仪器 元器件测试仪器主要用来测量各种电子元器件的各种电参数是否符合要求。根据测试对象的不同，可分为晶体管测试仪（图示仪）、集成电路测试仪和电路元件（如电阻、电容、电感）测试仪器等。6.网络特性测试仪 网络特性测试仪有阻抗测试仪、频率特性测试仪及网络分析仪等，主要用来测量电气网络的各种特性。这些特性主要指阻抗特性、频率特性、功率特性等。实验2 数字万用

12、表的使用数字万用表具有非常大的内阻（兆欧），这样测量时对被测电路的影响几乎可以忽略。数字万用表用数字的方式显示，不存在人为读数误差，并且一般的数字万用表可直接显示所用量程，这样对测量来说是相当方便的。下面以常见的DT890D为例介绍数字万用表的使用方法。DT890D数字万用表由液晶显示屏、量程转换开关和测试插孔等组成，最大显示数字为1999，为3位半数字万用表。有较宽的电压和电流测量范围。直流电压为01000V，交流电压为0700V，交直流电流均为020A。 一基本使用方法1直流电压的测量 将功能量程选择开关拨至“DCV”区域内合适的量程档，红表笔插入“V.”插孔，黑表笔插入“COM”插孔，然

13、后将电源开关拨至“ON”位置，将表笔与被测电路并联接入，显示器将显示被测电压的值。 如果显示器只显示“1”，表示超量程，功能开关应置于更高的量程（其它参数的测量相同）。2交流电压的测量 将功能量程选择开关拨到“ACV”区域内合适的量程档，表笔接法同直流电压的测量。将电源开关拨至“ON”的位置，即可进行交流电压的测量。 3直流、交流电流的测量 将功能量程选择开关拨至“DCA”或“ACA”区域内合适的量程档，红表笔接“mA”插孔（被测电流200 mA）或接“10A”插孔（被测电流200mA）,黑表笔插入“COM”插孔，将数字式万用电表串接于电路中，显示器即显示被测电流值，在显示直流电流的同时，将显

14、示红表笔端的极性（测直流电流时，不必考虑正、负极性，电表可自动显示极性）。4.电阻测量 红、黑表笔分别接“V/”和“COM”插孔。DT890D电阻量程从200到200M共7档，各档均为测量上限，测量时应先估计被测电阻的数值，尽可能选用接近满度的量程，这样可提高测量精度，如果选择档位小于被测电阻实际值，显示结果只有高位上的“1”，说明量程选得太小，出现溢出，可换高一档量程再测。 5.二极管测量 在电阻测量档内，设置了“二极管、蜂鸣器”档位，该档有两个功能：第一功能可测二极管的极性和正向压降，方法是将红黑表笔分别接二极管的两个引脚，若出现溢出，则为反向特性；交换表笔时则应出现三位数字，此数字是以小

15、数表示的二极管正向压降，由此可判断的极性和好坏。显示正向压降时，红表笔所接引脚为二极管的正极，并可根据正向压降的大小进一步区分是硅材料还是锗材料。测量显示为：550700mV（即0.550.70V）者为硅管；150300mV（即0.150.30V）者为锗管。两次不同方向测量显示若均超量程时，说明管子内部开路； 若均显示为“0” V，说明管子被击穿或内部短路。第二功能可检查电路的通断，在确信电路不带电时，用红黑两个表笔分别接待测两点，蜂鸣器有声响时表明电路是通的，无声测表示不通。 6.三极管测量 将功能量程选择开关拨至“hEF”位置（有的数字式万用电表为“NPN”或“PNP”标识），接通电源，将

16、三极管的三个管脚按被测管型的不同，分别插入“hEF”相应的管座内，此时显示器将显示出晶体管的放大系数hEF值。 7.电流放大系数hFE的测量 将选择开关拨至“hFE”档，将待测三极管按NPN或PNP的不同插入相应的测试座内，由显示屏可读出hFE数值。8.电容量的测量 DT890D数字万用表可测电容范围为1pF20F。并设有自动调零和保护电路。测量时，将选择开关置电容测量的适当档位，将待测电容插入测量插座内，由显示屏可读出电容数值。二使用数字万用电表的注意事项1. 测量时应注意欠压指示符号，若欠压符号被点亮，应及时更换电池。为延长电池的使用寿命，在每次测量结束后，应立即关闭电源。2. 严禁在测量

17、高电压或大电流的过程中转换开关，以防电弧烧坏触点。3. 测电流时，应按要求将仪表串入被测电路，若无显示，应首先检查0.5A的熔断丝是否接入插座。 4. 选择电压测量功能时，要求选择准确，防止误接，若误用交流电压档去测量直流电压或误用直流电压档去测量交流电压，将显示“0”，或在低位上出现跳字。交流电压的测量电路，是根据正弦波电压平均值与有效值的关系组成，显示结果是正弦波电压的有效值。因此，用数字式万用电表测量非正弦波电压时，测量误差较大。5. 数字式万用电表进行电阻测量、二极管检测时，红表笔接“V.”插孔，电源电压的正极；黑表笔接“COM”插孔，电源电压的负极。红、黑两表笔对应的极性也模拟式万用

18、电表两表笔极性正好相反，使用时应特别注意。 实验3 串、并联电路 一实验目的 1熟悉实验台用法，实验室电源配置，直流稳压电源的用法。 2掌握电阻串联、并联及混联电路的连接，掌握其分压分流关系。 3练习直流电压表、直流电流表的用法。二实验仪器设备 1直流稳压电源 2直流电压表 一只 3直流电流表 一只 4电阻、导线若干1电阻的串联电阻串联时，各电阻中流过的电流相同，电压分配与各电阻阻值成正比，总电阻等与各电阻之和。 I=I1=I2=In U= IR U1= I1R U2= I2R Un= InRR=R1+R2+Rn 2电阻的并联 电阻并联时，各电阻两端跨接相同的电压，电流分配与各电阻的倒数成正比

19、，总电阻的倒数等与各电阻倒数之和。 U=U1=U2=Un I= U/R I1= U1/R I2= U2/R In= Un/R 1/R=1/R1+1/R2+1/Rn1.电阻的串联（1）按图3-1连接电路（2）检查电路连接无误后，将电源调到6V，接入电路。（3）用电流表测量I 、I1、I2，用电压表测量U1、U2、US, 测量总电阻R并记入表3-1。（也可以用万用表测量）（4）分析验证试验数据的合理性。图3-1电阻的串联三、实验内容2.电阻的并联（1）按图3-2连接电路（2）检查电路连接无误后，将电源调到6V，接入电路。（3）用电流表测量I 、I1、I2，用电压表测量U1、U2、US, 测量总电阻

20、R并记入表格3-2。（也可以用万用表测量）（4）分析验证试验数据的合理性。图3-2 电阻的并联I/mAI1/mAI2/mAUS/VU1/VU2/VR测量值I/mAI1/mAI2/mAUS/VU1/VU2/VR测量值表格3-1 电阻的串联表格3-2 电阻的并联五实验注意事项1直流稳压电源的输出不能短路 2如果用直流电流表，注意电流表的正负端不能接反，否则指针会反偏。3使用电压表注意测量时，红表笔接被测电压的正极，黑表笔接被测电压的负极。4测量电压、电流使都要选择合适的量程。5不能带电测量电阻。 实验4 电阻、电源的电压与电流关系一实验目的1熟悉万永表、稳压电源的用法。2掌握滑动变阻器的使用方法。

21、3掌握线性电阻、非线性电阻及稳压电源的电压电流关系。二实验仪器设备 1直流稳压电源 2直流电压表 3直流电流表 4470电位器、6.3V白炽灯 各一个5电阻、导线若干三实验原理1线性、非线性电阻：电阻元件的阻值不随电压电流而改变的，称为线性电阻元件。如果电阻元件的阻值随电压或电流而改变的，则称为非线性电阻。 2直流稳压电源（1）理想的电压源 理想的电压源其输出保持定值电压Us,不论流过的电流是多大。即1、电压源本身只确定恒值电压Us,该电压值与流过的电流无关；i: - + 2、流过电压源的电流大小不取决于它本身，而取决于与之相连的外电路。（2）实际的稳压电源 实际的稳压电源都有一定的内阻，它可

22、以用恒定电压Us和电阻Ri相串联的模型来模拟。 其端电压为： U=Us-IRi 式中：I为流过实际电压源的电流。四实验步骤1.线性电阻实验 实验电路如图4-3所示，改变滑动变阻器中心抽头位置，使输出电压分别为0V, 1V,2V,3V,4V,5V,6V,并记录电流表的数据图4-3 线性电阻实验 2.非线性电阻实验 实验电路如图4-4所示，改变滑动变阻器中心抽头位置，使输出电压分别为0V, 1V,2V,3V,4V,5V,6V,并记录电流表的数据。图4-4 非线性电阻实验线性电阻U/V0123456I/mA非线性电阻U/V0123456I/mA表4-1 线性、非线性电阻实验3.理想电压源实验 任何稳

23、压电源都有内阻，但是内阻均很小，当负载电阻远远大于电源内阻时，可以将电源视为理想电压源。实验电路如图4-5所示，改变负载RP（RP取值参考表4-2），测量对应的电压，电流，。 图4-5 理想电压源实验 4模拟有内阻的电压源在图4-5基础上串入30电阻作为电压源内阻，如图4-6所示，改变负载RP，测量对应的电压，电流图4-6 模拟有内阻的电压源电源 RP/开路100051030020010050理想电压源U/VI/mA有内阻的电压源U/VI/mA表格4-2 电压源实验五实验注意事项1测量时，注意电流表量程的更换2滑动变阻器的滑动端不要接电源，以免将电源短路。 六实验报告要求1根据实验数据进行分析

24、，比较、归纳、总结实验结论，验证电阻、电源电压电流关系。；2根据实验数据绘制实验曲线。 实验5 基尔霍夫定律一实验目的 1验证基尔霍夫电流定律和电压定律；2加深对电路的电流、电压参考方向的理解；3熟悉直流电流表、电压表的使用方法。二实验仪器设备1电工基础实验台 2直流电压表 1只 3直流电流表 3只 4电阻 3个5导线若干 三实验原理基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）是电路的基本定律，它们分别用来描述电路中节点电流、回路电压的基本关系。即：1KCL：对电路中的任一节点而言，在设定电流的参考方向下，有I=0，通常规定流入节点的电流取正号，流入节点电流取负号；2KVL：对电路任一闭合回

25、路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，有U=0，通常规定电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。 四实验步骤 按图5-1连接电路，用直流电流表和电压表分别测量各支路电流和各元件两端电压，记录测量数据，以验证KCL、KVL的正确性。具体步骤：1、按实验接线图连接电路；2、将电流表接入各待测支路，记录各支路电流I1、I2、I33、用电压表分别测量并记录电路各元件两端电压。图5-1基尔霍夫电流定律、电压定律实验 五实验数据分析1根据表5-1测量记录数据，选定实验电路中的任一节点，验证基尔霍夫电流定律（KCL）的正确性；2根据表5-2测量记录数据，选定实验电路中的任

26、一闭合回路，验证基尔霍夫电压定律（KVL）的正确性。支路电流I1I2I3计算值测量值相对误差表 1各元件电压（V）US1US2UR1UR2UR3计算值（V）测量值（V）相对误差表 2六注意事项 1电压表与被测元件应并联，电流表与被测元件应串联；2电压表正极应接元件高电位端，电流表正极应接实际电流流入端；3分析计算中应注意电流、电压值的正负；4电源正负极不能短路。七实验报告要求1根据实验数据进行分析，比较、归纳、总结实验结论，验证基尔霍夫电流定律与电压定律的正确性；2根据实验数据与计算数据，分析误差产生原因。八思考1在图5-1的电路中，两结点的电流方程是否相同？为什么？2在图5-1的电路中可以列

27、几个回路电压方程？它们与绕行方向有无关系？3实验中，若用模拟万用表直流毫安档测量各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？实验6 戴维南定理一实验目的1验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解；2掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法； 3通过实验分析有源二端网络输出最大功率的条件。二实验仪器设备 1电工基础实验台 2直流电压表 1只 3直流电流表 1只 4电阻箱 1个5470电位器 1个 6电阻、导线若干实验6 戴维南定理一实验目的1验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解；2掌握测量有源二端网络等效

28、参数的一般方法； 3通过实验分析有源二端网络输出最大功率的条件。二实验仪器设备 1电工基础实验台 2直流电压表 1只 3直流电流表 1只 4电阻箱 1个5470电位器 1个 6电阻、导线若干三实验原理1戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC，内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻RO。 US、RS称为有源二端网络的等效参数。2有源二端网络等效参数的测量方法 开路电压、短路电流法:在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压

29、UOC, 然后再将其输出端短路，测其短路电流ISC，则可以算出等效电阻。四实验步骤1.按图6-1连接电路，调节电压源US1、US2，使US1=16V、 US2 =6V；用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的UOC和ISC （a）测开路电压 （b）测短路电流 图6-1 二端网络测量原理图 3.负载实验将电阻箱作为负载RL接入有源二端网络两端（图6-2（a）。改变RL阻值，测量RL两端电压UL和流过电流IL,并计算负载消耗功率PL（a）负载实验原理图 （b）等效电路原理图 图6-2 戴维南定理验证电路图 4.验证戴维南定理用一只470的电位器（当可变电阻器用），将其阻值调整到步骤2中RO的大小

30、，然后令其与直流稳压电源（调到步骤2时所测得的开路电压UOC的大小）相串联（图6-2（b），仿照步骤3测其外特性，对比两次的测量数据，对戴维南定理进行验证。五实验注意事项1测量时，注意电流表量程的更换2改接线路时，要关掉电源。六实验报告要求1根据实验数据进行分析，比较、归纳、总结实验结论，验证戴维南定理的正确性；2根据实验数据与计算数据，分析误差产生原因。七思考1有源二端网络等效的含义是什么？2有源二端网络输出最大功率的条件是什么？ 实验7 电阻性电路的故障检查一.实验目的1.学习用观察法检查电路故障2.学习用电流表、电阻表检查电路故障。3.掌握用电压表（电压法）检查电路故障。二.实验仪器与设

31、备1.直流稳压电源 1台2.电阻3.小电珠 6.3V 1个4.万用表 5.导线、开关、拾音插座 三.实验原理与说明在实际中，电路常会出现各种各样的故障，例如断线、短路、接线错误、元件老化损坏或接触不良等现象，使电路不能正常工作，甚至早成设备损坏或人身事故。电路出现故障时，应立即切断电源后进行检查，检查故障的一般方法如下：1.线路检查。检查接线是否正确，仪表规格、量限及元器件的额定值是否合适。2.用电压表（或用万用表电压挡）检查故障。首先检查电源电压是否正常，如电源电压是正常的，再逐步测量电位或逐段测量电压降，查处故障的位置和原因。3.电阻表（万用表电阻挡）检查故障。首先切断线路的电源，用万用表

32、电阻挡测量电阻的方法检查各元件引线及导线连接点是否断开，电路有无短路。如遇复杂电路时，可以断开一部分电路再分别进行检查。四.实验内容与步骤1.对于一个线路的检查，我们可以从最直观的现象来判断。一般线路出故障时，表现为无电流；无电压；电压、电流不正常。如图7-1来分析。当线路正常时，分别测量A点、B点、C点电位(此时黑表笔始终接在电源负极F点)，它们应分别为10.1V、5V，3V，将测量值纪录。将3k电阻旁的D点断开，模拟断路状况，再分别测A、B、C、D各点电位， 并与前面实验数据比较。 图7-1 故障实验电路 2.一种楼道电灯控制线路的实验线路如图7-2所示，小电珠亮的的前提是S1，S2与a线

33、（或b线）同时接通。故障：当a线（或b线）断开时，失去楼上、楼下控制功能。故障：当小电珠坏时，小电珠端电压可能不会出现6V现象（S1拨到a线。S2拨到b线）；也可能出现6V现象（S1、S2同时拨到a线或b线）。上述情况可通过实验检验。 图7-2 电灯控制实验线路 五.注意事项使用万用表时应注意档位及量限的选择。测量电阻前，必修将两表笔短接进行零欧姆调整。六.实验结论1.图7-3中，什么情况下UAB=10V？2.分别画出当图3中R2开路，R3开路，R4开路时等效电路原理图。七.问题讨论1.图7-2中结合开关状态判断照明线路故障。2.研究比较正常电路域故障电路的电压、电流情况。实验8 交流电路认识

34、试验一实验目的 1熟悉实验室工频电源配置。2熟悉交流电压，电流的测量，熟悉万用表交流电压电流档。3掌握毫伏表的使用方法。4掌握函数信号发生器的使用方法。5掌握试电笔的使用方法。二实验仪器设备 1交流电压表、交流电流表 （万用表） 2函数信号发生器 3毫伏表4试电笔三实验原理与说明1、函数信号发生器YDS996A函数信号发生器YDS996A如图8-1所示图8-1 函数信号发生器YDS996A频率范围：0.1Hz-1MHz输出波形：正弦波、方波、三角波、脉冲波电压幅度：最大20Vp-p 功率：3W 衰减器：30dB 直流电平调节：-10v - +10v占空比调节：10-90%（方波）频率误差：5%

35、 波形特性：正弦波失真2% 电源电压：交流220V、50Hz2、交流毫伏表TH2172交流毫伏表面板如图8-2所示，主要用于测量频率范围为5 Hz - 2 MHz, 电压范围为30 V - 300 V的低频交流电压，仪器测试稳定、操作方便，可广泛应用于工厂、实验室、科研单位、电子电力、部队和学校等。图8-2 交流毫伏表TH2172电压范围：100 V - 300 V, 12档 1 mV, 3 mV, 10 mV, 30 mV, 100 mV, 300 mV,1 V, 3 V, 10 V, 30 V, 100 V, 300 V频率带宽：5 Hz - 2 MHz基本准确度：2%输入阻抗、电容：10

36、 M， 2.5 pF功耗：2.5 VA3、试电笔 试电笔（又称电笔）是电工常用工具之一，用来判别物体是否带电。它的测电范围是60到500V之间，它有钢笔式由氖管（俗称氖泡）、电阻、弹簧等组成，使用时，带电体通过电笔、人体与大地之间形成一个电位差，产生电场，电笔中的氖管在电场作用下就会发光。使用电笔时必须正确握持，母指和中指握住电笔绝缘处，食指压住笔端金属帽上。 测电笔在使用前须确认良好(在确有电源处试测)方可使用。使用时，应逐渐靠近被测体,直至氖管发光才能与被测物体直接接触。四.实验内容与步骤1.熟悉实验室工频电源： 交流220V,380V2. 用万用表测量灯泡两端电压和流过灯泡的电流，熟悉万

37、用表交流电压档，电流档的使用方法。3.熟悉函数信号发生器4.把函数信号发生器正弦波频率调到3000HZ,大小调到3V,用毫伏表测量。注意毫伏表的档位由高向低依次调节。5.了解试电笔的构成，掌握试电笔的使用方法。五思考1毫伏表测量交流电压与万用表有什么不同? 实验9 示波器的应用 一实验目的在了解通用示波器工作原理的基础上，学会正确使用示波器测量各种电参数的方法。二. 实验设备1. 双踪示波器 1台，2函数信号发生器 1台3电子电压表（毫伏表） 1台三实验原理与说明 示波器可以直观地观察被测电路的波形，包括形状、幅度、频率（周期）、相位，还可以对两个波形进行比较，正确、熟练地使用示波器是电子类工

38、作者的一项基本功。通用示波器的面板介绍及使用方法 1.荧光屏 是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间，垂直方向指示电压。水平方向分为10格，垂直方向分为8格，每格又分为5份。2.电源(Power) 示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表示电源接通。3.亮度和聚焦旋钮 亮度调节旋钮用于调节光迹的亮度（有些示波器称为辉度），使用时应使亮度适当，若过亮，容易损坏示波管。聚焦调节旋钮用于调节光迹的聚焦（粗细）程度，使用时以图形清晰为佳。 4.信号输入通道 常用示波器多为双踪示波器，有两个输入通道，分别为通道1（CH1

39、）和通道2（CH2），可分别接上示波器探头，再将示波器外壳接地，探针插至待测部位进行测量。5.输入耦合方式 输入耦合方式有三种选择：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。当选择“地”时，扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。交流耦合用于观测交流和含有直流成分的交流信号。6.通道选择键（垂直方式选择） 常用示波器有五个通道选择键： （1）CH1：通道1单独显示； （2）CH2：通道2单独显示； （3）ALT：两通道交替显示； （4）CHOP：两通道断续显示，用于扫描速度较慢时双踪显示； （5）ADD：两通道的信号叠加。应用中以选择通道1或通

40、道2为多。 7.垂直灵敏度调节旋钮 调节垂直偏转灵敏度，应根据输入信号的幅度调节旋钮的位置，将该旋钮指示的数值（如0.5V/div，表示垂直方向每格幅度为0.5V）乘以被测信号在屏幕垂直方向所占格数，即得出该被测信号的幅度。 8.垂直移动调节旋钮 用于调节被测信号光迹在屏幕垂直方向的位置。 8.水平扫描调节旋钮 调节水平速度，应根据输入信号的频率调节旋钮的位置，将该旋钮指示数值（如0.5ms/div，表示水平方向每格时间为0.5ms），乘以被测信号一个周期占有格数，即得出该信号的周期，也可以换算成频率。 10.水平位置调节旋钮 用于调节被测信号光迹在屏幕水平方向的位置。 11.触发方式选择 示

41、波器通常有四种触发方式： （1）常态（NORM）：无信号时，屏幕上无显示；有信号时，与电平控制配合显示稳定波形； （2）自动（AUTO）：无信号时，屏幕上显示光迹；有信号时与电平控制配合显示稳定的波形； （3）电视场（TV）：用于显示电视场信号； （4）峰值自动（P-PAUTO）：无信号时，屏幕上显示光迹；有信号时，无需调节电平即能获得稳定波形显示。该方式只有部分示波器（例如CALTEK卡尔泰克CA8000系列示波器）中采用。 12.触发源选择 通常有三种触发源：内触发(INT)、电源触发(LINE)、外触发EXT)。 内触发使用被测信号作为触发信号，是经常使用的一种触发方式。由于触发信号本身

42、是被测信号的一部分，在屏幕上可以显示出非常稳定的波形。双踪示波器中通道1或者通道2都可以选作触发信号。 电源触发使用交流电源频率信号作为触发信号。这种方法在测量与交流电源频率有关的信号时是有效的。特别在测量音频电路、闸流管的低电平交流噪音时更为有效。 外触发使用外加信号作为触发信号，外加信号从外触发输入端输入。外触发信号与被测信号间应具有周期性的关系。由于被测信号没有用作触发信号，所以何时开始扫描与被测信号无关。 正确选择触发信号对波形显示的稳定、清晰有很大关系。13.触发电平(Level)和触发极性(Slope) 触发电平调节又叫同步调节，它使得扫描与被测信号同步。电平调节旋钮调节触发信号的

43、触发电平。一旦触发信号超过由旋钮设定的触发电平时，扫描即被触发。顺时针旋转旋钮，触发电平上升；逆时针旋转旋钮，触发电平下降。当电平旋钮调到电平锁定位置时，触发电平自动保持在触发信号的幅度之内，不需要电平调节就能产生一个稳定的触发。极性开关用来选择触发信号的极性。四.实验内容和步骤 1.测量前的准备工作，调出扫描线 将校准信号接入Y轴输入，调整亮度、聚焦，使亮度适中、扫描线清晰。合理选择触发方式，使波形稳定并观测波形显示是否正确。 2.正弦信号的测量 将函数信号发生器输出与示波器Y轴输入相连。 调节信号发生器使其输出正弦信号频率和电压值如表9-1所示，使用晶体管毫伏表进行监测，同时调整示波器，测

44、出相应高度H和每周期宽度L，并填入表9-1 。3.方波信号的测量 （1）将函数信号发生器输出与示波器Y轴输入相连。 （2）调节信号发生器使其输出方波信号频率和电压值如表9-2所示。 （3）调整示波器，测出相应高度H和每周期宽度L，并填人表9-2。信号发生器输出(UP-P)500Hz1KHz2KHz5KHz1MHz1V2V3V4V5V毫伏表测量值(V)电压测量偏转因数(V/div)高度H(div)UP-P（V）U（V）频率测量时间因数(t/div)周期宽度L(div)周期(mS)频率(Hz)表9-1 信号发生器输出(UP-P)500Hz1KHz2KHz5KHz1MHz1V2V3V4V5V毫伏表测

45、量值(V)电压测量偏转因数(V/div)高度H(div)UP-P（V）U（V）频率测量时间因数(t/div)周期宽度L(div)周期(mS)频率(Hz)表9-24.显示波形的观测 选择不同的触发极性 选择不同的扫描速度 观察交替扫描 观察波形叠加 观察两种波形的XY合成图形(fx:fy =1, fx:fy =2, fx:fy =1/2, fx:fy =2/3)五实验报告 整理实验数据，完成实验报告。六思考题 (1)能否用一个带宽为20MHz的示波器观测频率为15MHz的正弦波和方波?为什么? (2)使用示波器测量各种波形参数时，如何减小其测量误差? (3)使用示波器观测某输入信号的直流成分时,

46、示波器的“输入耦合”方式，“触发耦合”方式和“扫描方式”应如何选择?实验10 RL、RC串联电路电压、电流关系的测试一.实验目的1、验证RL、RC串联电路的电压、电流关系。2、了解频率对感抗和容抗的影响。3、进一步熟悉信号发生器的使用。二.实验仪器与设备1、低频信号发生器 1台2、毫伏表 1只3、固定电阻 2只4、电感 1只5、电容 1只三.实验原理与说明1、RL串联电路的端电压为2、RC串联电路的端电压为 四.实验内容和步骤1.RL串联电路（1）按图10-1所示接线。图10-1 图10-2 （2）接入正弦信号发生器，调节频率f=200Hz,输出电压U=4V，测量电压记录数值。（3）分别调节信

47、号发生器，调节频率f=350Hz,f=500Hz,U=4V，重测电压并记录，用公式验证三者之间的关系。（4）从实验数据可以看到，当频率增加时，感抗增加，电流减小。 2.RC串联电路（1）按图10-2所示接线。（2）接入正弦信号发生器，调节频率f=200Hz,输出电压u=4V，测量电压将记录数值。（3）分别调节信号发生器f=350Hz,f=500Hz,u=4V，重测并记录实验数据，用公式验证三者之间的关系。 根据实验数据可以判断，当频率增加时，容抗减小，电流增加 五.实验结论1、频率增加，感抗将 ，容抗将 。2、元件上电压与电流的相位关系是，电感上的 超前 ，电容上的 超前 。六.问题讨论为什么

48、一般情况下的串联电路中的电压的有效值实验11 日光灯电路一实验目的1学习日光灯电路的连接，了解个元件的作用。2掌握交流电压电流的测量方法。3了解提高RL电路功率因数的意义及方法。二实验仪器设备 1电工基础实验台 2交流电压表 1只 3交流电流表 3只 4日光灯管（8W）、灯架 、 启辉器、镇流器、开关 1套5电容1uf、2uf 各1只三实验原理与说明 日光灯大量应用于家庭以及公共场所等地方，其电路主要由灯管、镇流器、和启辉器三部分组成。日光灯管：玻璃灯管内壁上涂有一层银光粉，管内充有少量水银蒸汽和惰性气体，两段装有受热易于发射电子的灯丝。启辉器：启辉器内有纸质电容和充有氖氖气的玻璃泡组成，玻璃

49、泡内还装有两个电极，其中一个有受热易弯曲的双金属片制成。镇流器：镇流器是一个铁心线圈，相当于感性负载。工作原理：当开关闭合，电源接通后，灯管尚未放电，电源电压通过灯丝全部加在启辉器内两个双金属片上，使氖管中产生辉光放电发热，两触片接通，于是电流通过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝加热并发射电子。此时由于氖管被双金属触片短路停止辉光放电，双金属片也因温度降低而分开，在此瞬间，镇流器产生相当高的自感电动势，它和电源电压串联后加在灯管两端引起弧光放电，能够使日光灯点亮。四、实验内容1.日光灯电路的连接 日光灯电路如图11-1所示，按图连接电路观察试验过程，熟悉日光灯工作原理。 图11-1 日光灯电路2

50、功率因数的提高 要提高电路的功率因数，就要改变电路中的电流，常用的方法是在回路两端并联一个合适的电容。 (1)按图11-2接线，开关S1、 S2、 S3至于断开位置，C1=1uf, C2=2uf。图11-2 提高功率因数实验（2）检查无误后接入电源，闭合开关S1，日光灯亮，读出电流I,IL,IC,测量电压U,UL,UR，计算有功功率P，总功率S，功率因数，并记录在表格11-1中。（3）分别测量开关 S2、 S3在表格11-1种不同组合状态下的I,IL,IC, U,UL,UR，计算有功功率P，总功率S，功率因数，并记录在表11-1中。（4）比较分析在电容为多大时，功率因数最高。开关状态I/mAI

51、L/mAIC/mAU/VUL/VUR/VP/WS/WS2 S3断开S2合S3断S2断S3合S2S3合表11-1四注意事项（1）认真检查实验电路，注意接线时不要把镇流器短接，以免烧坏日光灯管。（2）电压表，电流表要选择合适的量程。五实验结论（1）按比例画出日光灯电压向量图（2）按比例画出图10-2电压电流向量图，试说明为什么接入电容可以提高功率因数。实验12 三相电路一.实验目的1.加深理解三相电路的电压、电流和功率问题。2.理解三相四线制星形联结电路中中性线的作用。3.学会三相交流负载的星形和三角形联结。4.学会测量三相电路的线/相电压、线/相电流。5.学会三相负载功率的测量方法。二.实验仪器与设备1.三相实验用灯组 1块2.万用表 1只3.交流电流表 1 只4.交流