电工基础第七章-实验与实训课件.ppt
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- 电工 基础 第七 实验 课件
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1、实验实验 一一 欧姆定律欧姆定律电工基础第七章第七章 实验与实训实验与实训1实验实验 二二 基尔霍夫定律基尔霍夫定律实验实验 三三 电源外特性电源外特性实验实验 四四 戴维南定理戴维南定理实验实验 五五 交流电路中各类元件的电压与电流交流电路中各类元件的电压与电流实验实验十一十一 RC一一阶电阶电路的路的响响应应实验实验 十十 互感现象互感现象实验实验 九九 电磁感应电磁感应实验实验 八八 三相交流电路电压、电流的测量三相交流电路电压、电流的测量实验实验 六六 交流电路等效参数交流电路等效参数实验实验 七七 串联谐振电路串联谐振电路234511967810 实验实验 一一 欧姆定律欧姆定律 一
2、、实验目的一、实验目的 1学习常用电工仪表和设备的正确使学习常用电工仪表和设备的正确使用方法。用方法。2熟悉电压、电流和电阻三者之间的熟悉电压、电流和电阻三者之间的关系。关系。二、实验原理二、实验原理 利用直流电压表、直流电流表分别测量利用直流电压表、直流电流表分别测量电阻电阻R两端的电压和流过电阻器中的电流。两端的电压和流过电阻器中的电流。当电阻器当电阻器R两端电压一定时,改变电阻器两端电压一定时,改变电阻器R的阻值,测量流过电阻器中的电流,来确定的阻值,测量流过电阻器中的电流,来确定电流与电阻的关系;当电阻器电流与电阻的关系;当电阻器R的阻值不变的阻值不变时,改变电阻器两端直流电压的大小,
3、测量时,改变电阻器两端直流电压的大小,测量流过电阻器中的电流,来确定电流与电压的流过电阻器中的电流,来确定电流与电压的关系。关系。三、实验器材三、实验器材四、实验步骤四、实验步骤 1按图按图7-1所示的电路,将直流电源、电阻器、电压表、电流表和所示的电路,将直流电源、电阻器、电压表、电流表和开关用导线连接好。电流表要串联在电路中,电压表要并联在电阻器两端,开关用导线连接好。电流表要串联在电路中,电压表要并联在电阻器两端,注意接线端的注意接线端的“+”、“-”极性,不能接错,否则会损坏电压表和电流表。极性,不能接错,否则会损坏电压表和电流表。2当电阻器当电阻器R分别为分别为200、400、800
4、、1K、时,调节稳压电源、时,调节稳压电源使其分别输出使其分别输出0V、1V、2V、4V、6V、8V、10V。读出电流表相对应显示的。读出电流表相对应显示的数值,并记入表数值,并记入表7-2所示的欧姆定律实验结果记录表中。所示的欧姆定律实验结果记录表中。欧姆定律实验电路欧姆定律实验电路五、实验结果五、实验结果 欧姆定律实验结果记录表欧姆定律实验结果记录表六、实验报告六、实验报告 1.完成实验测试并填写实验结果记录表。完成实验测试并填写实验结果记录表。2.根据表根据表7-2中记录的数据绘制出电压与电流的中记录的数据绘制出电压与电流的关系曲线。当电阻器关系曲线。当电阻器R为定值时,电压值为横坐标,
5、为定值时,电压值为横坐标,电流值为纵坐标,通过描点的方法绘制出电流随电压电流值为纵坐标,通过描点的方法绘制出电流随电压的变化关系曲线,并说明该曲线的主要特点。的变化关系曲线,并说明该曲线的主要特点。3.根据表根据表7-2中记录的数据说明当电阻器两端的中记录的数据说明当电阻器两端的电压一定时,电阻器的阻值与电流的关系。电压一定时,电阻器的阻值与电流的关系。4.根据表根据表7-2中记录的数据说明当流过电阻器的中记录的数据说明当流过电阻器的电流一定时,电阻器两端电压与电阻值的关系。电流一定时,电阻器两端电压与电阻值的关系。实验实验 二二 基尔霍夫定律基尔霍夫定律一、实验目的一、实验目的 1.用实验数
6、据验证基尔霍夫定律的正确用实验数据验证基尔霍夫定律的正确 性,加深对基尔霍夫定律的理解。性,加深对基尔霍夫定律的理解。2.通过实验加深对参考方向的理解。通过实验加深对参考方向的理解。3.通过实验数据证明电路中电位的相对通过实验数据证明电路中电位的相对性,电压的绝对性。性,电压的绝对性。4熟练使用电工仪表、仪器。熟练使用电工仪表、仪器。二、实验原理二、实验原理 1.基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电流定律的内容是:在任一时刻,对于基尔霍夫电流定律的内容是:在任一时刻,对于电路中任一节点,流入节点的电流之和必等于流出该电路中任一节点,流入节点的电流之和必等于流出该节点的电流之和。节点的电
7、流之和。2.基尔霍夫基尔霍夫电压电压定律定律 基尔霍夫电压定律的内容是:在任一时刻,沿基尔霍夫电压定律的内容是:在任一时刻,沿闭合回路绕行方向的各段电压的代数和恒等于零。闭合回路绕行方向的各段电压的代数和恒等于零。三、实验器材三、实验器材四、实验步骤四、实验步骤 1按图所示的电路,将直流电源、电阻器、电压表、电流表和开按图所示的电路,将直流电源、电阻器、电压表、电流表和开关用导线连接好实验电路,检查电流表极性是否连接正确。关用导线连接好实验电路,检查电流表极性是否连接正确。2对连接电路检查无误后,打开稳压电源开关,合上开关对连接电路检查无误后,打开稳压电源开关,合上开关S1、S2接上电源。接上
8、电源。基尔霍夫定律实验电路基尔霍夫定律实验电路四、实验步骤四、实验步骤 3.按照实验结果记录表的要求调整电源按照实验结果记录表的要求调整电源E1、E2的值,分别读的值,分别读出电流表出电流表A1、A2、A3指示的数值指示的数值I1、I2、I3,并记实验结果记,并记实验结果记录表。录表。4用直流电压表分别测量各支路两端的电压值用直流电压表分别测量各支路两端的电压值UAB、UBD、UBC、UCD、UDA,记入实验结果记录表中。,记入实验结果记录表中。5.通过实验验证节点通过实验验证节点B的电流是否满足节点电流定律的电流是否满足节点电流定律(I1+I2-I3=0);验证三个回路);验证三个回路ABC
9、DA、ABDA、BCDB的各的各段电压的代数和是否等于零。段电压的代数和是否等于零。五、实验结果五、实验结果 基尔霍夫电流定律实验结果记录表基尔霍夫电流定律实验结果记录表 基尔霍夫电压定律实验结果记录表基尔霍夫电压定律实验结果记录表六、实验报告六、实验报告 1.完成实验测试并填写实验结果记录表。完成实验测试并填写实验结果记录表。2.应用记入的数据,计算节点应用记入的数据,计算节点B、D的电流是的电流是否满足基尔霍夫电流定律。否满足基尔霍夫电流定律。3.应用记入的数据,计算三个回路应用记入的数据,计算三个回路ABCDA、ABDA、BCDB的各段电压是否满足基尔霍夫电压的各段电压是否满足基尔霍夫电
10、压定律。定律。4.应用基尔霍夫定律及图所标的电路参数计算应用基尔霍夫定律及图所标的电路参数计算出各支路电流和电压。计算结果和实验测量结果进出各支路电流和电压。计算结果和实验测量结果进行比较,说明其误差的原因。行比较,说明其误差的原因。5通过本次实验试说明应用基尔霍夫定律解通过本次实验试说明应用基尔霍夫定律解题时,支路电流出现负值的含义及原因题时,支路电流出现负值的含义及原因。实验实验 三三 电源外特性电源外特性一、实验目的一、实验目的1.掌握电源的端电压与负载电流的关系。掌握电源的端电压与负载电流的关系。2.学会电源内阻的测量方法。学会电源内阻的测量方法。3.进一步熟悉电压表和电流表的正确使用
11、。进一步熟悉电压表和电流表的正确使用。二、实验原理二、实验原理 由全电路欧姆定理的导出方程可知由全电路欧姆定理的导出方程可知U=E-Ir,当负载,当负载R为无穷大时,为无穷大时,I=0,U=E;当电路处于通路状态时,由于电;当电路处于通路状态时,由于电源存在一定的内阻源存在一定的内阻r,电源两端的电压,电源两端的电压U总是小于电源的电动势总是小于电源的电动势E。这时若果电。这时若果电源的电动势源的电动势E和内阻和内阻r一定时,电源的端一定时,电源的端电压电压U随负载电流随负载电流I的变化而变化。我们的变化而变化。我们把电源的端电压随负载电流的变化关系把电源的端电压随负载电流的变化关系称之为电源
12、的外特性,它们之间的关系称之为电源的外特性,它们之间的关系曲线称之为电源的外特性曲线。曲线称之为电源的外特性曲线。三、实验器材三、实验器材四、实验步骤四、实验步骤 1按图示电路,将直流电源、电阻器、电压表、电流表和开关按图示电路,将直流电源、电阻器、电压表、电流表和开关用导线连接好实验电路,将直流稳压电源调至用导线连接好实验电路,将直流稳压电源调至10V,并检查电路连接,并检查电路连接无误后通入电源进行实验。无误后通入电源进行实验。2.将图将图示的示的负载负载R从电从电路路A、B两两端端断开断开,这时这时可可读读出出电电流表和流表和电压电压表的指示表的指示数值数值,并记并记入入电电源外特性源外
13、特性实验结实验结果果记录记录表。表。3.将图将图中中A、B两两点点间间分分别别接入接入800、200、40的的电电阻器阻器R,并并分分别读别读出出三三种种不同不同负载电负载电阻下阻下电压电压表和表和电电流表的指示流表的指示数值记数值记入入实验结果记录实验结果记录表中。表中。电源外特性实验电路电源外特性实验电路五、实验结果五、实验结果 电源的外特性实验结果记录表电源的外特性实验结果记录表六、实验报告六、实验报告 1.完成实验测试并填写实验结果记录表。完成实验测试并填写实验结果记录表。2.根据表根据表7-7的实验测量数据,以负载电的实验测量数据,以负载电流流I为横坐标,电源端电压为横坐标,电源端电
14、压U为纵坐标绘制出为纵坐标绘制出电源的外特性曲线。电源的外特性曲线。3.根据测量出来的数据和绘制出来的电源根据测量出来的数据和绘制出来的电源外特性曲线,说明电源端的电压随负载电流外特性曲线,说明电源端的电压随负载电流的变换关系,并回答影响电源端电压的因素。的变换关系,并回答影响电源端电压的因素。实验实验 四四 戴维南定理戴维南定理一、实验目的一、实验目的 1.验证戴维南定理的正确性,加深对验证戴维南定理的正确性,加深对戴维南定理的理解。戴维南定理的理解。2.学会测量开路电压和有源二端网络学会测量开路电压和有源二端网络的等效电阻值。的等效电阻值。二、实验原理二、实验原理 戴维南定理在线性电路分析
15、中应用极为戴维南定理在线性电路分析中应用极为广泛,表明了对一个线性含源的二端网络对广泛,表明了对一个线性含源的二端网络对外电路来说可以等效成一个电压源。该等效外电路来说可以等效成一个电压源。该等效电压源的电动势电压源的电动势E0等于该网络两点间的开等于该网络两点间的开路电压路电压U0,而电压源的电动势,而电压源的电动势r0等于该网等于该网络中所有电源置零时(电压源短路,电流源络中所有电源置零时(电压源短路,电流源开路)两端点的等效电阻。开路)两端点的等效电阻。三、实验器材三、实验器材四、实验步骤四、实验步骤 1按图示电路,将直流电源、电阻器、电压表、电流表和开关用导线按图示电路,将直流电源、电
16、阻器、电压表、电流表和开关用导线连接好实验电路,检查电流表极性是否连接正确。调节直流稳压电源使连接好实验电路,检查电流表极性是否连接正确。调节直流稳压电源使E=10V。2.测测量量负载电负载电流流IR:检查线路连接无误后,将开关检查线路连接无误后,将开关S1闭合,观察直流电流表闭合,观察直流电流表A1的读数的读数IR并记入戴维南定理实验结果记录表。并记入戴维南定理实验结果记录表。3.测测量有源二端量有源二端网络网络的等效的等效电动势电动势E0:将开关将开关S1断开,用直流电压表断开,用直流电压表V1测量有源二测量有源二端网络的开路电压端网络的开路电压UAB(UAB=E0),并记入戴维南定理实验
17、结果记录表。并记入戴维南定理实验结果记录表。4.测测量有源二端量有源二端网络网络的等效的等效电电阻阻r0:将开关将开关S1断开,再将电源断开,再将电源E从电路中去掉并用导从电路中去掉并用导线线 将将C、B两端短路,最后用万用表测量两端短路,最后用万用表测量A、B两端的电阻两端的电阻RAB(RAB=r0)记入实验)记入实验表中。表中。戴维南定理实验电戴维南定理实验电路路四、实验步骤四、实验步骤 5.按照图示连接好电路。调节稳压电源使按照图示连接好电路。调节稳压电源使E0=UAB,调节可变电阻器,调节可变电阻器RP,使其阻值等于,使其阻值等于r0,然后闭合开关,然后闭合开关S2,观察电流表,观察电
18、流表A2的读数的读数IR并记入并记入戴维南定理实验结果记录表。戴维南定理实验结果记录表。戴维南定理实验电路戴维南定理实验电路五、实验结果五、实验结果 戴维南定理实验结果记录表戴维南定理实验结果记录表六、实验报告六、实验报告 1.完成实验测试并填写实验结果记录表。完成实验测试并填写实验结果记录表。2.直接测量的电流值与由戴维南等效电路测直接测量的电流值与由戴维南等效电路测得的电流值是否相等,由此可得出什么结论。得的电流值是否相等,由此可得出什么结论。3.对比实验数据对比实验数据IR和和IR是否相等,验证戴是否相等,验证戴维南定理的正确性(若有误差,分析原因)。维南定理的正确性(若有误差,分析原因
19、)。4.小结用实验的方法求有源二端网络等效电小结用实验的方法求有源二端网络等效电路的过程。路的过程。实验五实验五 交流电路中各类元件的电压与电流交流电路中各类元件的电压与电流一、实验目的一、实验目的 1.掌握双踪示波器的使用方法。掌握双踪示波器的使用方法。2.学习用交流仪表测量交流电路的电学习用交流仪表测量交流电路的电压、电流。压、电流。3.验证交流电路中电压与电流的数量验证交流电路中电压与电流的数量关系。关系。4.掌握纯电感和纯电容电路电压、电掌握纯电感和纯电容电路电压、电流间的相位关系。流间的相位关系。二、实验原理二、实验原理1.交流电路中电压与电流的数量关系:交流电路中电压与电流的数量关
20、系:IUXLL(1)电阻元件的电阻:)电阻元件的电阻:(2)电感元件的感抗:)电感元件的感抗:(3)电容元件的容抗)电容元件的容抗:2.交流电路中电压与电流的相位关系:交流电路中电压与电流的相位关系:(1)在)在R、L串联电路中,电阻器串联电路中,电阻器R的阻值远小于电感器的阻值远小于电感器L的感抗,其阻值忽略不的感抗,其阻值忽略不计,将电路近似为纯电感电路。电阻器计,将电路近似为纯电感电路。电阻器R两端的电压波形与电流波形相同,两端的电压波形与电流波形相同,R、L两两端的电压波形近似为电感器端的电压波形近似为电感器L两端的电压波形。通过双踪示波器观察比较两个波形的两端的电压波形。通过双踪示波
21、器观察比较两个波形的相位差。相位差。(2)R、C串联电路的实验原理和串联电路的实验原理和R、L串联电路相同,可用同样的方法观察串联电路相同,可用同样的方法观察R、C串联电路电压与电流的相位关系。串联电路电压与电流的相位关系。IUXCCIURR三、实验器材三、实验器材四、实验步骤四、实验步骤 1按图按图a电路,将流低频信号发生器、电阻器、交流电压表、交电路,将流低频信号发生器、电阻器、交流电压表、交流电流表和开关用导线连接好实验电路。调节低频信号发生器输出幅流电流表和开关用导线连接好实验电路。调节低频信号发生器输出幅值为值为10mV、频率为、频率为50HZ的正弦波信号,将开关的正弦波信号,将开关
22、S闭合,观察交流电闭合,观察交流电压表、交流电流表的数值,并将压表、交流电流表的数值,并将UR/IR的值记入表实验结果记入表。的值记入表实验结果记入表。2.按按图图b电电路,路,将将低低频频信信号发号发生器、生器、电电感器、交流感器、交流电压电压表、交流表、交流电电流表和流表和开开关关用用导线连导线连接好接好实验电实验电路。路。调节调节低低频频信信号发号发生器生器输输出幅出幅值为值为10mV、频频率率为为50HZ的正弦波信的正弦波信号号,将开关将开关S闭闭合,合,观观察交流察交流电压电压表、交流表、交流电电流表的流表的数值数值,并将并将UL/IL的的值记值记入入实验结实验结果果记记入表。入表。
23、电压与电流的数量关系实验电路电压与电流的数量关系实验电路(a)(b)四、实验步骤四、实验步骤 3.按图所示的电路,将低频信号发生器、电容器、交流电压表、按图所示的电路,将低频信号发生器、电容器、交流电压表、交流电流表和开关用导线连接好实验电路。调节低频信号发生器输出幅交流电流表和开关用导线连接好实验电路。调节低频信号发生器输出幅值为值为10mV、频率为、频率为50HZ的正弦波信号,将开关的正弦波信号,将开关S闭合,观察交流电闭合,观察交流电压表、交流电流表的数值,并将压表、交流电流表的数值,并将UC/IC的值记入实验结果记入表。的值记入实验结果记入表。电压与电流的数量关系实验电路电压与电流的数
24、量关系实验电路四、实验步骤四、实验步骤 4按图(按图(a)电路将电阻器)电路将电阻器R和电感线圈和电感线圈L连接好。调节低频信号发生连接好。调节低频信号发生器输出幅值为器输出幅值为10mV、频率为、频率为50HZ的正弦波信号,再用双踪示波器测量电的正弦波信号,再用双踪示波器测量电阻器两端的电压波形和测量阻器两端的电压波形和测量R、L两端电压波形,两端电压波形,Y1代表电流波形代表电流波形i,Y2代代表电压波形表电压波形u,观察电压与电流的波形,确定其相位差,并将其波形记入实,观察电压与电流的波形,确定其相位差,并将其波形记入实验结果记录表。验结果记录表。5按按图图(b)电电路路将电将电阻器阻器
25、R和和电电容器容器C连连接好。接好。调节调节低低频频信信号发号发生器生器输输出幅出幅值为值为10mV、频频率率为为50HZ的正弦波信的正弦波信号号,再用,再用双双踪示波器踪示波器测测量量电电阻器阻器两两端的端的电压电压波形和波形和测测量量R、C两两端端电压电压波形,波形,Y1代表代表电电流波形流波形i,Y2代表代表电压电压波形波形u,观观察察电压与电电压与电流的波流的波形,确定其相位差,形,确定其相位差,并将并将其波形其波形记记入入实验结实验结果果记录记录表。表。(a)(b)五、实验结果五、实验结果 交流电路中各类元件的电压与电流实验结果记录表交流电路中各类元件的电压与电流实验结果记录表六、实
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