电工技术实验辅导课件.ppt
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- 电工 技术 实验 辅导 课件
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1、电工技术实验辅导电工技术实验辅导(工程训练(工程训练)王惠庆选编王惠庆选编2022-11-101河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心目录目录 电工实验部分实验设备图片电工实验部分实验设备图片 直流电路测试与研究直流电路测试与研究 单相交流电路测试与研究单相交流电路测试与研究 三相交流电路测试与研究三相交流电路测试与研究 电路故障及其检测方法电路故障及其检测方法2022-11-102河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心电工实验部分实验设备图片电工实验部分实验设备图片 通用综合设计实验板通用综合设计实验板 2022-11-103河海大学电工电
2、子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心双指针双指针交流交流毫伏表毫伏表 2022-11-104河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心双踪示波器双踪示波器 2022-11-105河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心多路直流电源多路直流电源 2022-11-106河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心函数信号发生器函数信号发生器 2022-11-107河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 万用表万用表2022-11-108河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中
3、心中心电工电子综合实验台电工电子综合实验台(前面板)(前面板)2022-11-109河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心电工技术实验(工程训练)辅导之二直流电路测试与研究直流电路测试与研究2022-11-1010河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 一、实验目的一、实验目的1.学习运用电工仪表对线性、非线元件进行伏安特性测试,掌握常用直流仪器仪表的使用和误差分析方法。2.学习验证电路原理与定理方法。3.学习初步设计验证性实验的方法。4.学习实用电阻网络设计与实现。2022-11-1011河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学
4、示范中心中心 二、原理说明二、原理说明1、伏安特性 测量(电阻)元件两端的电压u及通过该元件的电流i,在ui坐标平面上表示两者关系的图形,所得之曲线称为伏安特性。线性电阻元件的伏安特性为一条通过原点的直线,非线性电阻元件的伏安特性为一条曲线用电压表,电流表来测定独立电源和电阻元件的伏安特性,称伏安测量法(伏安表法)。此法原理简单,测量方便。由于仪表的内阻会影响测量的结果,因此,必须注意仪表的合理接法。2022-11-1012河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 2、头灵敏度和表头内阻 万用表是一种最常用的测量仪器。它分表头和测量电路两部分。用途是测量电压、电流和电阻
5、。指针式万用表表头的主要参数是灵敏度ID和电阻RD。表头灵敏度是用表头指针偏转到满度所需要的电流值来表示。满度电流值越小则表头的灵敏度越高。常用的万用表表头的灵敏度为4060。另一种表达方法是用满度电流值的倒数表示,即,表头灵敏度=1/满度偏转的电流值()。若表头灵敏度为50的表头,也可写成20 。这种标法常用于电压表。V/VK/2022-11-1013河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 各种指针式电表(电流表、电压表等)表头内阻,因表头的线圈是用漆包铜线绕制的,铜线的直流电阻即为表头的内阻。表头的内阻一般在十几欧至几千欧范围内。在测量表头内阻时应注意不要使流过表
6、头的电流超过满度电流值,否用表头就会由于偏转太大而损坏,因此最好不要用万用表的欧姆挡直接去测量表头内阻。2022-11-1014河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 3、叠加定理:在线性电路中,任一支路电流(或电压)都是电路中每一个独立源单独作用时,在该支路中产生的电流(或电压)的代数和。(图2-1)。图2-12022-11-1015河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 当某一独立源单独作用时,其他独立源应为零值,独立电压源用短路线替换;独立电流源用开路替换。对实际电源的内阻(或内电导)必须保留在原电路中。在线性电路中,功率是电压或电流的
7、二次函数,所以,叠加定理不适用于功率分析与计算。2022-11-1016河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 4、戴维南定理:任何一个线性有源二端(即一端口)网络,对外部电路而言。总可以用一个理想电压源和电阻串联的有源支路来代替。如图2-2,其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压Uoc,其电阻等于原网络中所有独立电源为零值时的入端等效电阻Ri。图2-22022-11-1017河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 应用戴维南定理时,被变换的一端口网络必须是线性的,可以包括独立电源或受控电源,但是与外部电路之间除直接相联系外,不允许存在任
8、何耦合,例如通过受控电源的耦合或者是互感的耦合等。外部电路可以是线性非线性或时变元件,也可以是由它们组合成的网络。2022-11-1018河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 5、对于已知的线性有源一端口网络,其入端等效电阻Ri可以从原网络计算得出,也可以通过实验手段测出。下面介绍几种测量方法:(1)由戴维南定理可知:因此,只要测出有源一端口网络的开路电压Uoc和短路电流Isc,Ri就可得出,这种方法最简便,但是,对于不允许将外部电路直接短路的网络(例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时),不能采用此法。ociscURI2022-11-1019河海大学电工电
9、子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心(2)测出有源一端口网络的开路电压Uoc以后,在端口处接一负载电阻RL,然后再测出负载电阻的端电压URL。因则入端等效电阻为:LLRLRRRiUocULRLRUUocRi12022-11-1020河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心(3)把有源一端口网络中的独立电源置零,然后在端口处加一给定电压u,测得流入端口的电流i,则 Ri=iU2022-11-1021河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 6、补偿法测量开路电压UOC。该法测量精度较高,因为测量输出电压时,有源一端口网络输出电流可以做
10、到为零。测量线路如图2-3所示,通过调整R2或U2使电流表的读数为零,此时测得电压表的读数即为UOC。图2-32022-11-1022河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 三、实验任务三、实验任务 1、测定线性电阻的伏安特性,并研究表计内阻对测量精度的影响。实验电路图有两种接法,如图2-4(a)、(b)。图2-4(a)、(b)2022-11-1023河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 2、测定非线性电阻元件的伏安特性 实验选取用单导体二极管(2CP或2CW型)作为被测元件,实验线路如图2-5(a)、(b)。图2-52022-11-102
11、4河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 3、表头灵敏度与内阻的测定 表头灵敏度可通过实验图2-6电路进行测量。调节电位器R使被测表指示到满刻度,因为串联电路中电流处处相等。所以标准电流表的读数即被测表头的灵敏度ID。图2-6 图2-7 2022-11-1025河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 测量表头内阻电路如图2-7。该电路不易损坏表头。而且测量结果比较准确。测量时先断开开关K,调节R1使指针达到满度,然后闭合K,调节R2使表头指针回到满刻度值的一半。由并联电路和特性可知,R2的数值即表头内阻RD。采用这种方法应满足R1RD,而且R
12、1越大。Us越高,测量结果将越准确。2022-11-1026河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 4、叠加定理的验证 试自拟方法、记录表格5、有源一端口网络实验(1)伏安特性及最大功率输出条件(2)用原理说明中3、4项的测量方法测量图3-5所示被测有源一端口网络的开路电压和等效电阻。试自拟方法、记录表格6、有源一端口网络的等效电压源验证戴维南定理 试自拟方法、记录表格2022-11-1027河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 拓展实验:拓展实验:常用直流电工实验仪器仪表的选择常用直流电工实验仪器仪表的选择;常用直流电工实验仪器仪表测试技
13、能常用直流电工实验仪器仪表测试技能综合;综合;实用电阻网络设计与实现。实用电阻网络设计与实现。2022-11-1028河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心开放的实验平台欢迎你!开放的实验平台欢迎你!2022-11-1029河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心电工技术实验(工程训练)辅导之四单相交流电路单相交流电路测试与研究测试与研究2022-11-1030河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心一、实验目的一、实验目的 1、学习交流电工仪器仪表的使用方法,学习用三表法测量交流电路参数及电路元件等效参数。2、实验体会
14、正弦交流电路中电流电压之间的相量关系和改善电路功率因数的方法。3、实验研究交流电路中耦合线圈的互感作用,用实验方法确定同名端,测定耦合线圈的互感系数,研究互感对入端阻抗的影响。4、学习简单实用电路设计。2022-11-1031河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心二、原理说明二、原理说明 1、日光灯电路的等效电路 日光灯电路是由日光灯管,镇流器,启辉器连接组成。其中灯管相当于纯电阻性负载(实际旧有少量电感的)。镇流器可用内阻r和电感L来代之,所以,日光灯电路的等效电路如图4-1所示,电路性质属感性负载。图4-12022-11-1032河海大学电工电子实验教学示范河海大
15、学电工电子实验教学示范中心中心2、提高提高因数 通常是在负载端并联电容器,来达到提高功率因数的目的。这样以流过电容器中的容性电流补偿原负载中的感性电流,虽然此时负载消耗的有功功率不变,但随着负载端功率因数的提高,线路上的总电流减少,从而降低了输电损耗,提高了电源设备的利用率。2022-11-1033河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心3、功率表的使用 量程选择,一定要使功率表的电压线圈的量程大于被测元件上的电压,电流线圈的最程大于被测元件所流过的电流,在测量中,电压和电流是否超出了各自的量程,从功率表的读数中是看不出来的,因而要用电压表和电流表来进行监视。2022-
16、11-1034河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 接线方法:功率表的电压圈一定要与被测元件并联,电流线圈一定要与被测元件串联,一定要注意星号端钮的接法,不能接错。(见图4-2)图4-2读数(瓦特)=指针偏转格数电压线圈量程 电流线圈量程满刻度格数2022-11-1035河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心三、实验任务三、实验任务 日光灯电路连接如图4-3所示,图中a1X 1、a2X 2、a3X 3、a4X 4,为四个接有电流插座的短接线,用来测量实验电路中电流。图4-32022-11-1036河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子
17、实验教学示范中心中心 功率表和电流表的接线如图4-4所示。按图接线,合上闸开关,接通电源,点燃日光灯。图4-42022-11-1037河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心测量在不同电容值(C=0、1、2、4、5F)时,灯管电压,镇流器电压,电源电压和灯电流,总电流,电容器上电流及灯管功率,镇流器的功率,电容器的功率,总电源的功率,自拟表格。测量镇流器的直流电阻。2022-11-1038河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 四、报告要求四、报告要求1、列表表明在不同电容值时,各项电压、电流及 消耗有功功率的数据。2、计算各电容时时功率因数,
18、cos 。3、由实验结果计算镇流器的等值参数。(,)。4、计算获得功率因数最佳补偿(cos )时的 电容时。总总总IUP/f2122L)(Rz2022-11-1039河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心拓展实验:拓展实验:实验研究交流电路中耦合线圈的互感实验研究交流电路中耦合线圈的互感作用;作用;常用交流电工实验仪器仪表测试技能常用交流电工实验仪器仪表测试技能综合;综合;简单实用交流电路设计。简单实用交流电路设计。2022-11-1040河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心电工技术实验(工程训练)辅导之六三相交流电路三相交流电路测试与研究
19、测试与研究2022-11-1041河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心 一、实验目的一、实验目的 1、学习用二瓦法、三瓦法测量三相交流电路的总功率,巩固电压、电流表的使用方法、实验体会电流电压线、相关系。实验研究对称三相交流电路。2、实验研究不对称三相交流电路电压、电流的相量关系及中线的作用。3、实验研究三相负载为复阻抗的交流电路。4、简单实用三相交流电路设计。2022-11-1042河海大学电工电子实验教学示范河海大学电工电子实验教学示范中心中心二、原理说明二、原理说明1、三相电路中,电源和负载有对称和不对称两种情况。负载的联接方式有星形联接和三角形联接,星形联接
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