電工電子學(xué)(二)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一 直流電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證疊加原理和戴維南定理的內(nèi)容,加深理解其內(nèi)涵。2學(xué)習(xí)使用穩(wěn)壓電源。3掌握用數(shù)字萬用表測(cè)量直流電量的方法。二、相關(guān)知識(shí)疊加原理是線性電路中的普遍性原理,它是指當(dāng)有幾個(gè)電源同時(shí)作用于線性電路時(shí),電路中所產(chǎn)生的電壓和電流等于這些電源分別單獨(dú)作用時(shí)在該處所產(chǎn)生的電壓和電流的代數(shù)和。在分析一個(gè)復(fù)雜的線性網(wǎng)絡(luò)時(shí),可以利用疊加原理分別考慮各個(gè)電源的影響,從而使問題簡(jiǎn)化,本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)量各電源的作用來驗(yàn)證該原理。戴維南定理是指在線性電路中,任何一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)總可以看做一個(gè)等效電源,等效電源的電動(dòng)勢(shì)就等于該網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UO，等效電源的內(nèi)阻RO等于該網(wǎng)絡(luò)中所有電源置零(電壓源短路

2、,電流源開路)后所得無源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。如圖11所示有源二端網(wǎng)絡(luò)圖（a）可以由圖（b）等效代替。利用戴維南定理可以把復(fù)雜電路化簡(jiǎn)為簡(jiǎn)單電路,從而使計(jì)算簡(jiǎn)化。（a） （b）圖11 有源二端網(wǎng)絡(luò)及其等效電路有源二端網(wǎng)絡(luò)等效內(nèi)阻RO的三種測(cè)量方法：1開路短路法。若圖（a）的AB端允許短路，可以測(cè)量其短路電流IS，再測(cè)AB端的開路電壓UO，則等效電阻RO=UOIS。2外特性法。在AB之間接一負(fù)載電阻RL如圖（a）所示，測(cè)繪有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線U= f（I），該曲線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為UO和IS，則RO=UOIS。3直接測(cè)量法。使有源二端網(wǎng)絡(luò)中的電源置零（電壓源短路，電流源開路），用萬用表電阻擋直接測(cè)量

3、AB端的阻值RO。三、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)教材中有關(guān)疊加定理和戴維南定理的內(nèi)容,掌握其基本要點(diǎn),注意其使用條件。2閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中有關(guān)儀器的使用方法：3預(yù)習(xí)本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，作好準(zhǔn)備工作。（1）熟悉實(shí)驗(yàn)線路和實(shí)驗(yàn)步驟。（2）對(duì)數(shù)據(jù)表格進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。（3）確定儀表量程。四、實(shí)驗(yàn)線路原理圖圖12 疊加定理實(shí)驗(yàn)線路圖 圖13 戴維南定理實(shí)驗(yàn)原理圖 圖14 戴維南等效電路五、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1THHE1型高性能電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)（雙路穩(wěn)壓電源、數(shù)字電壓表、數(shù)字電流表）。2直流電路實(shí)驗(yàn)箱。3電阻箱。六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）疊加定理實(shí)驗(yàn)：1熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)，用數(shù)字萬用表測(cè)量R1、R2、RL的電阻值，把結(jié)果填入表11中。2利用電阻

4、的實(shí)測(cè)值分別計(jì)算E1、E2單獨(dú)作用及共同作用時(shí)各電阻上的電壓值，填入表11中。3調(diào)節(jié)雙路穩(wěn)壓電源，使一路輸出電壓為E1= 4V，另一路輸出電壓為E2= 6V（用數(shù)字萬用表測(cè)量），關(guān)閉穩(wěn)壓電源待用。4按圖12接好電路，檢查無誤后在下面三種情況下分別測(cè)量各電阻上的電壓UR1、UR2、UR3，填入表11，注意各電壓的參考方向要始終保持一致。（1）把S1、S2合向1，測(cè)量E1、E2共同作用時(shí)各電壓值。（2）把S1合向1，S2合向2，測(cè)量E1單獨(dú)作用時(shí)各電壓值。（3）把S1合向2，S2合向1，測(cè)量E2單獨(dú)作用時(shí)各電壓值。表11 R1=1k R2=2k RL=5k電壓計(jì)算值（V）電壓測(cè)量值（V）UR1UR

5、2ULUR1UR2ULE1、E2共同作用E1單獨(dú)作用E2單獨(dú)作用注意：在做實(shí)驗(yàn)前，先要經(jīng)過計(jì)算，把“電壓計(jì)算值”填入表中。（二）戴維南定理實(shí)驗(yàn)： 1熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)，按圖13連接電路并自查。2測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性。（1）調(diào)節(jié)RL使負(fù)載電阻為表12的數(shù)值，測(cè)量負(fù)載電壓UL和電流IL，把結(jié)果填入表12中。3測(cè)量有源二斷網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路。（1）將負(fù)載斷開，用數(shù)字電壓表測(cè)量二端口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UO。UO= V（填入圖14中）。（2）關(guān)閉電源E1和E2，用導(dǎo)線短路E1、E2使其置零，用萬用表電阻檔測(cè)量AB間的等效電阻RO。RO= 。4測(cè)量戴維南等效電路的外特性。（1）將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)至UO處，使

6、R1和R2并聯(lián)作為RO，按圖14連接電路。（2）在RL為表12中不同數(shù)值時(shí)，測(cè)量負(fù)載電壓UL和IL電流，填入表12中。表12RL阻值5001k2k5k10k有源二端網(wǎng)絡(luò)UL（V）IL（mA）戴維南等效電路UL（V）IL（mA）七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)表11的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證疊加原理的正確性，把理論計(jì)算值與實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行比較，分析誤差原因。2根據(jù)圖13計(jì)算戴維南等效電路的UO、RO，并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較。3戴維南等效電路中的等效電阻有幾種方法求得，試說明之。4按表12中的數(shù)據(jù)，分別做出有源二端網(wǎng)絡(luò)和戴維南等效電路的外特性曲線U= f（I），并比較之。（畫在同一坐標(biāo)內(nèi)，以便比較）實(shí)驗(yàn)二 單相交流電路及功率

7、因數(shù)的提高一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過RL串聯(lián)電路的實(shí)驗(yàn)掌握單相交流電路的電壓、電流、復(fù)阻抗之間的相量關(guān)系，有效值關(guān)系。2熟悉日光燈電路的組成，各元件的作用及日光燈的工作原理，學(xué)會(huì)日光燈電路的聯(lián)接，了解線路故障的檢查方法。3掌握交流電路的電壓，電流和功率的測(cè)量方法。 4練習(xí)并掌握感性負(fù)載提高功率因數(shù)的方法。二、相關(guān)知識(shí)鎮(zhèn)流器是一個(gè)鐵心線圈，其電感L比較大，而線圈本身具有電阻R1。日光燈在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)近似認(rèn)為是一個(gè)阻性負(fù)載R2。鎮(zhèn)流器和燈管串聯(lián)后接在交流電路中如圖21所示，可以把這個(gè)電路等效為RL串聯(lián)電路如圖22所示。圖21 日光燈電路 圖22 日光燈等效電路根據(jù)圖22和圖23相關(guān)計(jì)算如下：鎮(zhèn)流器的等效復(fù)阻

8、抗：電感線圈的電阻： 圖23 RL串聯(lián)電路相量圖電感線圈的感抗： 電感線圈的電感：日光燈等效電阻：電路消耗的有功功率：或：因鎮(zhèn)流器本身的電感較大，故整個(gè)電路的功率因數(shù)較低，為了提高電路的功率因數(shù)，可以采用在日光燈兩端并聯(lián)電容的辦法見圖21。電路并聯(lián)電容以后，由于電容的無功電流抵消了一部分日光燈電流中的感性無功分量，所以總電流將減小，電路的功率因數(shù)被提高。由于電源電壓是固定的，并聯(lián)電容器并不影響感性負(fù)載的工作，即日光燈支路的電流，功率和功率因數(shù)并不隨并聯(lián)電容的大小而改變，僅是電路的總電流及總功率因數(shù)發(fā)生變化。提高電路的功率因數(shù)能夠減小供電線路的損耗及電壓損失，提高電源設(shè)備的利用率而又不影響負(fù)載的

9、工作。所以并聯(lián)電容器提高電路的功率因數(shù)的方法被供電部門廣泛采用。如果要將功率因數(shù)cos提高到cos，所并聯(lián)電容的大小計(jì)算如下：電路的功率因數(shù)角。提高后的功率因數(shù)角。= 2f 電源的角頻率。 圖24 日光燈并聯(lián)電容相量圖三、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)RL串聯(lián)電路及RLC混聯(lián)電路的電壓，電流之間的相量關(guān)系。2閱讀附錄了解日光燈電路各元件的作用及其工作原理。3熟悉日光燈電路的接線圖。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1THHE1型高性能電工電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)（日光燈設(shè)備1套、功率表1只、交流電壓表1只、交流電流表1只、電流表插口3個(gè)）。2交流電路實(shí)驗(yàn)箱1個(gè)。3元件箱1個(gè)。4電流表插頭1個(gè)。五、實(shí)驗(yàn)線路圖圖25 日光燈實(shí)驗(yàn)電路圖六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及

10、步驟1熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有關(guān)設(shè)備，按圖25接好線路。注意電容器要同時(shí)接入電路中并斷開電容開關(guān)待用，注意功率表的接線和讀數(shù)方法。2經(jīng)教師檢查線路無誤后接通電源。注意觀察日光燈的起動(dòng)情況。3測(cè)量日光燈電路的端電壓U，燈管電壓UR，鎮(zhèn)流器電壓URL，電路電流I及有功功率P，把測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表21中。 表21測(cè) 量 數(shù) 值P(W)cosI(A)U(V)URL(V)UR(V)啟輝值正常工作值4在日光燈電路中并聯(lián)不同容量的電容如1F，記錄電源電壓U，總電流I，日光燈支路電流IL，電容支路電流IC，有功功率P的值填入表22中，計(jì)算并入電容后的功率因數(shù)填入表該表中。5當(dāng)日光燈點(diǎn)燃后，將啟動(dòng)器取掉，觀察日光燈是否熄滅

11、。6關(guān)斷電源后重新合閘，觀察日光燈是否起動(dòng)。用一根絕緣導(dǎo)線兩斷短路啟動(dòng)器，觀察日光燈狀況，然后斷開導(dǎo)線，觀察日光燈是否點(diǎn)燃。 表22電容值(F)測(cè) 量 數(shù) 值P(W)cosU(V)總電流I（A）負(fù)載電流IL(A)電容電流IC(A)12.24.76.9七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1計(jì)算圖22中不同電容值時(shí)的功率因數(shù)，填入表22。2根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)說明當(dāng)并入的電容值逐漸增大時(shí)，日光燈支路電流，電容支路電流，總電流有無變化，如何變化。3并聯(lián)電容可以提高電路的功率因數(shù)，是否并聯(lián)的電容越大越好，試分析其原因。4并聯(lián)電容后日光燈支路的功率因數(shù)是否提高，為什么？5實(shí)驗(yàn)中若出現(xiàn)故障，試分析其原因，若啟動(dòng)器損壞，如何點(diǎn)亮日光燈

12、？七、注意事項(xiàng)1注意電源電壓要與日光燈額定電壓相符，切勿接在380V電源上。2注意功率表的接線方法，分清電壓線圈和電流線圈的端子，電壓線圈要與被測(cè)電路并聯(lián)，電流線圈要與被測(cè)電路串聯(lián)，并且兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)端子（同名端）應(yīng)接在電源的同一點(diǎn)上。3電流表不接入電路，要接在電流表插頭上，把電流插口按圖25接入電路。實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)需要把電流插頭插入電流插口中，測(cè)量電流。4該實(shí)驗(yàn)用日光燈電路模擬RL串聯(lián)電路，但實(shí)際日光燈端電壓波形不為正弦波，所以用數(shù)字電壓表測(cè)出的交流電壓是近似值。八、附錄1 日光燈電路元件及其作用日光燈的電路由燈管，鎮(zhèn)流器，啟動(dòng)器三個(gè)部分組成。（1）燈管：日光燈的燈管是一個(gè)玻璃管，在管子的內(nèi)壁

13、均勻地涂有一層熒光粉，燈管兩端各有一個(gè)陽極和燈絲，燈絲是用鎢絲繞制而成的，它的作用是發(fā)射電子。在燈絲上焊有兩根鎳絲作為陽極，它和燈絲具有同樣的電位，它的主要作用是當(dāng)它的電位為正時(shí)吸收部份電子，以減少電子對(duì)燈絲的沖擊。燈管內(nèi)充有惰性氣體（如氬氣，氪氣）與水銀蒸氣。由于水銀蒸氣存在，當(dāng)管內(nèi)產(chǎn)生弧光放電時(shí)，會(huì)放射出紫外線，這紫外線照在熒光粉上就會(huì)發(fā)出熒光。日光燈管的結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。圖26 日光燈管剖面圖 圖 27啟動(dòng)器（2）鎮(zhèn)流器：鎮(zhèn)流器是與日光燈管相串聯(lián)的一個(gè)元件。實(shí)際上是一個(gè)繞在硅鋼片鐵心上的電感線圈。鎮(zhèn)流器的作用是，一方面限制日光燈管的電流，另一方面在日光燈起燃時(shí)由于線路中的電流突然變化而

14、產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)（即高電壓）加在燈管兩端，使燈管產(chǎn)生弧光。鎮(zhèn)流器必須按電源電壓與日光燈的功率配用，不能互相混用。（3）啟動(dòng)器；啟動(dòng)器的構(gòu)造是封在玻璃泡（內(nèi)充惰性氣體）內(nèi)的一個(gè)雙金屬片和一個(gè)靜觸片，外帶一個(gè)小電容器，同裝在一個(gè)鋁殼里，如圖27所示。雙金屬片由線膨脹系數(shù)不同的兩種金屬片制成。內(nèi)層金屬的線膨脹系數(shù)大，在雙金屬片和靜觸片之間加上電壓后，管內(nèi)氣體游離產(chǎn)生輝光放電而發(fā)熱。雙金屬片受熱以后趨于伸直，使得它與靜觸片接觸而閉合。這時(shí)雙金屬片與靜觸片之間的電壓降為零，于是輝光放電停止，雙金屬片經(jīng)冷卻而恢復(fù)原來位置，兩個(gè)觸點(diǎn)又?jǐn)嚅_。為了避免啟動(dòng)器中的兩個(gè)觸點(diǎn)斷開時(shí)產(chǎn)生火花，將觸點(diǎn)燒毀，通常用一只小

15、電容器與啟動(dòng)器并聯(lián)。2 日光燈的起燃過程：剛接上電源時(shí)，燈管尚未放電，啟動(dòng)器兩端是斷開的，電路中沒有電流。電源電壓全部加在啟動(dòng)器上，使它產(chǎn)生輝光放電并發(fā)熱。雙金屬片受熱膨脹使之與靜觸片閉合，將電路接通。電流通過燈管兩端的燈絲，燈絲受熱后發(fā)射電子，這時(shí)啟動(dòng)器的輝光放電停止。雙金屬片冷卻后與靜觸片斷開，在觸電斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生了相當(dāng)高的電動(dòng)勢(shì)（800V1000V）。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)與電源電壓一起加在燈管兩端，使燈管中的氬氣電離放電，氬氣放電后，燈管溫度升高，水銀蒸氣氣壓升高，于是過度到水銀蒸氣電離放電，產(chǎn)生較大的電弧而導(dǎo)通。燈管中的弧光放電發(fā)出的大量紫外線，照射到管壁所涂的熒光粉上使它產(chǎn)生象日光一樣

16、的光線。燈管放電后，大部分的電壓降落在鎮(zhèn)流器上。燈管兩端的電壓，也就是啟動(dòng)器兩觸點(diǎn)的電壓較低，不足使啟動(dòng)器放電，因此它的觸點(diǎn)不在閉合。在燈管內(nèi)兩端電極交替起陽極作用，即A端電位為正時(shí)，B端發(fā)射電子而A端吸收電子。當(dāng)B端電位為正時(shí)，A端發(fā)射電子而B端吸收電子。I實(shí)驗(yàn)三 三相異步電動(dòng)機(jī)及其繼電接觸控制一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?明確電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的意義，掌握定子繞組的正確聯(lián)接。2了解交流接觸器、熱繼電器、按鈕等常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法。3學(xué)會(huì)直接起動(dòng)繼電接觸控制的原理，線路的連接，明確自鎖的作用。4加深理解正反轉(zhuǎn)控制電路的原理，學(xué)習(xí)線路的接線，掌握聯(lián)鎖控制的必要性。5學(xué)會(huì)檢查電動(dòng)機(jī)控制線路，及故

17、障排除方法。二、相關(guān)知識(shí)電動(dòng)機(jī)上的銘牌數(shù)據(jù)或產(chǎn)品說明書是安全使用電動(dòng)機(jī)的重要保證。使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)之前，首先要通過銘牌了解它的技術(shù)參數(shù)，明確其物理意義。銘牌上標(biāo)出的電壓值是指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，其定子繞組上應(yīng)接電源的線電壓值。實(shí)驗(yàn)時(shí)，要根據(jù)標(biāo)定電壓聯(lián)接電源。一般小型鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V/220V，其定子繞組有星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接兩種，當(dāng)電源線電壓（380V）是定子繞組額定電壓的3時(shí)，應(yīng)星接，當(dāng)電源線電壓（220V）等于定子繞組額定電壓時(shí)，應(yīng)角接。電動(dòng)機(jī)外殼上的接線盒有六個(gè)接線端，分別對(duì)應(yīng)定子三相繞組的六個(gè)出線端。星接時(shí)如圖31（a）所示，角接時(shí)如圖31（b）所示。 電源

18、火線 電源火線 （a ）定子繞組星形聯(lián)接 （b） 定子繞組三角形聯(lián)接圖 3-1 電動(dòng)機(jī)定子繞組接線圖采用繼電器、交流接觸器等低壓電器組成有觸點(diǎn)的控制系統(tǒng)，稱為繼電接觸控制，例如電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)和制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制以及兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序控制等。由各種低壓電器按照一定方式連接起來，為完成一定控制目的而形成的電路圖，稱為控制電路圖?？刂齐娐酚蓤D形符號(hào)和文字符號(hào)組成，要看懂它需要掌握以下幾個(gè)要點(diǎn)：1一個(gè)系統(tǒng)的控制電路分為主電路和控制電路兩部分，主電路由電動(dòng)機(jī)、接觸器、自動(dòng)空氣開關(guān)等組成，該部分電路的電流較大。控制電路一般由按鈕、繼電器等構(gòu)成，控制電路能對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行控制。

19、2在一張電路圖中，同一電器的各個(gè)部件經(jīng)常不畫在一起，而是分別畫在不同的地方，甚至不在一張圖上。例如交流接觸器的主觸點(diǎn)畫在主電路中，而它的吸引線圈和輔助觸點(diǎn)畫在控制電路中。同一電器的不同部件都用同一文字符號(hào)標(biāo)明。3電路中所有電器的觸點(diǎn)均為常態(tài)，即吸引線圈不帶電，按鈕沒按下的情況等。4一般的控制電路，其各條支路的排列常依據(jù)生產(chǎn)工藝順序的先后，由上而下排列?？刂齐娐吠瑫r(shí)具有三種保護(hù)作用。在主電路中接有三只熔斷器FU，起短路保護(hù)作用。主電路中還串有熱繼電器FR的三個(gè)發(fā)熱元件，起過載保護(hù)作用，一般熱繼電器的整定電流等于電動(dòng)機(jī)的額定電流。在控制電路中，交流接觸器KM的線圈具有失壓或欠壓保護(hù)作用。自鎖環(huán)節(jié)是

20、實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的基本條件，它由交流接觸器的一個(gè)常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)?；ユi環(huán)節(jié)在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路中，是安全切換的基本保證，它能保證兩個(gè)交流接觸器不能同時(shí)通電，從而保證電源火線不短路?；ユi常用接觸器的兩個(gè)常閉觸點(diǎn)的交替使用來完成。電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是由三相電源的相序決定的。只要把接在電動(dòng)機(jī)上的三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)，電動(dòng)機(jī)即可反轉(zhuǎn)。本實(shí)驗(yàn)由繼電接觸控制電路實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。單相運(yùn)行是電動(dòng)機(jī)常見故障之一，當(dāng)三相電源斷開一根火線時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于單相運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行時(shí)，輸出功率降低，在負(fù)載不變的情況下，電機(jī)中的電流增大，轉(zhuǎn)速下降，聲音發(fā)悶發(fā)沉。如果單相運(yùn)行時(shí)間稍長，很容易燒毀電機(jī)。在本次實(shí)

21、驗(yàn)中，要通過觀察判斷單相運(yùn)行事故。電動(dòng)機(jī)單相起動(dòng)時(shí)，無起動(dòng)力矩，不能正常起動(dòng)，并發(fā)出嗡嗡聲。三、預(yù)習(xí)要求1了解三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的意義。2復(fù)習(xí)定子繞組的兩種接線方法，明確各在什么情況下使用。3復(fù)習(xí)常用低壓電器的結(jié)構(gòu)，工作原理和使用方法。4熟悉實(shí)驗(yàn)線路圖，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟，了解注意事項(xiàng)。5思考如何把三種保護(hù)電器接入控制電路。6理解自鎖和互鎖的概念、作用及其實(shí)現(xiàn)的手段。 四、實(shí)驗(yàn)儀器1 THHE1型高性能電工電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)2 鼠龍式三相異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)。3 繼電接觸控制箱（一）。4 繼電接觸控制箱（二）。5 繼電接觸控制箱（三）。五、實(shí)驗(yàn)線路圖 （a） 起停控制電路 （b） 點(diǎn)動(dòng)環(huán)節(jié) 圖3-2 電

22、動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制線路 圖3-3 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1熟悉實(shí)驗(yàn)線路箱（1）仔細(xì)查看線路箱上各元件的情況，分清交流接觸器的線圈引線（接控制電路），分清主觸點(diǎn)（接主電路）和輔助觸點(diǎn)（接控制電路），常開和常閉觸點(diǎn)。（2）辨別熱繼電器的發(fā)熱元件的引線（接主電路），常閉觸點(diǎn)引線（接控制電路）。（3）搞清按鈕的正確使用方法。若使用按鈕左端的引線，此時(shí)為常閉按鈕，右端引線為常開按鈕，左右兩端同時(shí)使用時(shí)，為復(fù)合按鈕。2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)的控制電路實(shí)驗(yàn)（1）弄清圖3-2線路中各符號(hào)與實(shí)際元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并連接線路。注意電源采用線電壓為380V的三相交流電源，定子繞組星接。接線時(shí)一定要按順序進(jìn)行，

23、即先主電路后控制電路，虛線部分暫不接入電路。（2）經(jīng)教師檢查無誤后，接通電源，按下起動(dòng)按鈕，觀察各元件的動(dòng)作情況，松開按鈕后再觀察有無變化。（3）斷開電源，在起動(dòng)按鈕SB兩端并入交流接觸器的一個(gè)常開觸點(diǎn)KM-2。接通電源，按下起動(dòng)按鈕，觀察個(gè)電器的起動(dòng)情況，松開按鈕，觀察電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，并和步驟（2）進(jìn)行比較，體會(huì)自鎖的作用。（4）斷開電源，將線路換接成圖3-2（b），經(jīng)教師檢查無誤后，合上刀開關(guān)，按下起動(dòng)按鈕SB，使電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)運(yùn)行，觀察有無自鎖。斷開電源，待電機(jī)完全停下后，操作點(diǎn)動(dòng)按鈕，觀察電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)行情況。3電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)線路原理圖見圖3-3。（2）看懂圖3

24、-3所示制控制線路的工作原理，然后進(jìn)行接線。經(jīng)教師檢查無誤后，合上刀開關(guān)Q，按正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SBF，觀察各電器元件動(dòng)作及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向；按停止按鈕SB1，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，再按反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SBR，同樣觀察上述情況。（3）試驗(yàn)常閉觸點(diǎn)互鎖的作用，按正（或反）轉(zhuǎn)按鈕，使電動(dòng)機(jī)正（或反）向起動(dòng)。然后在按反（或正）轉(zhuǎn)按鈕，注意觀察各電器元件將不動(dòng)作。電動(dòng)機(jī)沿原方向轉(zhuǎn)七、注意事項(xiàng)1連接線路時(shí)，各接線端一定要牢固，不能松動(dòng)或虛接。2電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)前要清除周圍的障礙，連接導(dǎo)線要遠(yuǎn)離電機(jī)軸，防止轉(zhuǎn)軸絞纏導(dǎo)線，發(fā)生事故。3接通電源后電機(jī)不轉(zhuǎn)，必須立即切斷電源，以防電機(jī)燒毀。待查出原因，排除故障后再接通電源，進(jìn)行

25、實(shí)驗(yàn)。4每次換接線路時(shí)，應(yīng)先切斷電源并注意定子繞組的接法和電源的大小，以免錯(cuò)用。5做電動(dòng)機(jī)起停實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能短時(shí)間內(nèi)頻繁操作，以免接觸器觸頭燒熔。6電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高，勿觸碰轉(zhuǎn)軸部分，避免發(fā)生人身或設(shè)備事故。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1380V星形連接的三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓為何值時(shí)才能接成三角形？380V三角形連接的電動(dòng)機(jī)，電源電壓為何值時(shí)才能接成星形？。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)繪圖說明電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的工作過程，說明連鎖的作用，設(shè)計(jì)用其他方法實(shí)現(xiàn)自鎖。3熱繼電器用于過載保護(hù)，它是否也能起短路保護(hù)的作用？為什么？。實(shí)驗(yàn)四 單管低頻電壓放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)會(huì)判斷晶體管的三種工作狀態(tài)。 2. 掌握單管低頻電壓放

26、大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法。3. 研究靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置對(duì)放大器性能的影響。4. 學(xué)習(xí)測(cè)量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)Au。5. 了解負(fù)載電阻RL對(duì)放大器性能的影響。6. 進(jìn)一步熟悉示波器，低頻信號(hào)發(fā)生器和毫伏表的使用方法。IC二、相關(guān)知識(shí)ic負(fù)載時(shí)信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍空載時(shí)信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍直流負(fù)載線交流負(fù)載線ttQ1Q Q2UCEuCEUCE圖4-1 放大器最佳靜態(tài)工作點(diǎn)放大器的基本任務(wù)是不失真地放大信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸入變化量對(duì)輸出變化量的控制作用。要使放大器正常工作，除有保證晶體管正常工作的偏置電壓外，還須有合理的電路結(jié)構(gòu)形式和配置恰當(dāng)?shù)脑骷?shù)，使放大器工作在放大區(qū)，即設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)過

27、高，會(huì)引起飽和失真，如圖4-1中的Q1點(diǎn)；靜態(tài)工作點(diǎn)過低，會(huì)造成截止失真，如圖負(fù)載時(shí)信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍直流負(fù)載線交流負(fù)載線uCEUCEtt41中Q2點(diǎn)。對(duì)小信號(hào)單管放大器而言，由于輸出交流信號(hào)幅度很小，非線性失真不是主要問題，可根據(jù)具體要求設(shè)置工作點(diǎn)。如希望放大區(qū)耗電小,噪聲低，工作點(diǎn)Q可適當(dāng)選低一些；若希望放大區(qū)增益高，工作點(diǎn)Q可選擇高一些。如果輸入信號(hào)幅度較大，則要保證輸出波形基本不失真，此時(shí)工作點(diǎn)應(yīng)選擇在交流負(fù)載線的中點(diǎn)，以獲得最大不失真輸出電壓幅度?？蛰d時(shí)信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍圖1-1 放大器最佳靜態(tài)工作點(diǎn)放大器輸出端接有負(fù)載電阻RL時(shí)，因交流負(fù)載線比直流負(fù)載線要陡，放大器的動(dòng)態(tài)范圍將變小。當(dāng)發(fā)射極接

28、有電阻時(shí)，也會(huì)使信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍變小。要得到最佳靜態(tài)工作點(diǎn)，還要通過調(diào)試來確定，一般用調(diào)節(jié)偏置電阻Rb的方法來調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。衡量單管放大電路性能的主要指標(biāo)是：（1）電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)定義為輸出電壓的變化量與輸入電壓變化量幅值或有效值之比，表達(dá)式為：式中Uo、 Ui分別表示輸入、輸出正弦電壓信號(hào)的有效值。（2）輸入電阻：輸入電阻是從放大電路輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻（或等效阻抗），它表明放大電路對(duì)信號(hào)源影響的程度。放大電路輸入電阻越高，對(duì)信號(hào)源影響越小，輸入信號(hào)就越接近于恒壓輸入，即Ui=US 。輸入電阻的表達(dá)式為：（3）輸出電阻：從放大器輸出端看進(jìn)去的交流等效電阻稱為輸出電阻，它表明放大

29、電路帶負(fù)載的能力。輸出電阻越小，帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。其表達(dá)式為三、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)教材中單管放大電路的有關(guān)內(nèi)容。2. 根據(jù)圖中給出的電路參數(shù)（=80），估算放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)（IB.,IC,UCE）和電壓放大倍數(shù)Au。將計(jì)算結(jié)果填入表4-1中。靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算公式： 電壓放大倍數(shù)的計(jì)算公式：負(fù)載開路時(shí): 負(fù)載為RL時(shí): 表4-1 估算靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)靜 態(tài) 工 作 點(diǎn)放 大 倍 數(shù)IB(A)IC(mA)UCE(V)Au(RL=0)Au(RL=5.1k)3. 思考題：（1）若放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)接近截止區(qū)（或飽和區(qū)），應(yīng)如何調(diào)節(jié)RP(增加或減小)；的大??？（2）放大器的電壓放大倍數(shù)與那些參數(shù)有

30、關(guān)？（3）測(cè)量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和輸入輸出電壓各采用那種類型的儀表？四、實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)電路如圖4-2所示。圖中RP為一電位器，調(diào)節(jié)可變電阻RP可有效地調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。圖4-2 單管放大電路五、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1 模擬電路實(shí)驗(yàn)箱1臺(tái)。2 低頻信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)。3 雙蹤示波器1臺(tái)。4 數(shù)字萬用表1塊。5 數(shù)字毫伏表1塊。六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1聯(lián)接電路（1）在模擬電路實(shí)驗(yàn)箱上按圖4-2所示連接電路，將RP電阻調(diào)到最大值（逆時(shí)針轉(zhuǎn)阻值增大）。（2）接線后仔細(xì)檢查，確認(rèn)無誤后可接通電源。2靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整RL開路，在放大電路的輸入端加輸入信號(hào)Ui=20mV f=50Hz。調(diào)整可變電阻RP，用示波器觀察輸出波形使其最

31、大且不失真。去掉輸入信號(hào)Ui，用萬用表直流電壓檔測(cè)量電壓UBE、UCE、 URb2、URb1和URC， 將測(cè)量值和按測(cè)量值計(jì)算的IB、 IC結(jié)果填入表4-2中，并與預(yù)習(xí)結(jié)果相比較。表4-2 測(cè)量和計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) 實(shí) 測(cè)按 實(shí) 測(cè) 值 計(jì) 算UBE(V)UCE(V)URb2 (V)URb1(V)URC(V)IB(A)IC(mA)3動(dòng)態(tài)研究（1）空載(RL斷開)：將信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)調(diào)到頻率f=1kHz,幅值為30mV,接到放大器輸入端,用毫伏表測(cè)量輸出信號(hào)Uo,并用示波器觀察輸入、輸出電壓Ui和Uo的波形，比較相位關(guān)系，計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au，將測(cè)量和計(jì)算結(jié)果填入表4-3中。按實(shí)測(cè)值計(jì)算電壓放大

32、倍數(shù)： 表4-3 空載測(cè)量電壓放大倍數(shù) RL=實(shí) 測(cè)按 實(shí) 測(cè) 值 計(jì) 算輸 入 波 形輸 出 波 形Ui (mV)Uo (V)Au20（2）帶負(fù)載：保持輸入信號(hào)Ui =30mV f=1kHz不變，放大器接入負(fù)載RL，在改變 RL數(shù)值(如表44所示)的情況下，用毫伏表測(cè)量輸出電壓Uo，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au,，與空載時(shí)的電壓放大倍數(shù)相比較，將測(cè)量和計(jì)算結(jié)果填入表4-4中。表4-4 不同負(fù)載時(shí)的電壓及放大倍數(shù)給 定 參 數(shù)實(shí) 測(cè)實(shí) 測(cè) 計(jì) 算RL（k）Ui (mV)Uo（V）Au5.120320（3）失真研究：保持Ui =20mV不變，空載（不接負(fù)載）運(yùn)行。調(diào)節(jié)可變電阻Rp分別為最大

33、值和最小值，用示波器觀察失真波形。去掉輸入信號(hào)，用萬用表直流檔測(cè)量失真時(shí)的電壓UBE和UCE,將測(cè)量值和失真波形填入表4-5中，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)判斷三極管的工作狀態(tài)。表4-5 失真狀態(tài)分析RP值UBE（V）UCE（V）輸 出 波 形工 作 狀 態(tài)最 大最 小七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果填入表中，比較結(jié)果并分析誤差原因。2分析RP的變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)和輸出波形的影響,總結(jié)如何調(diào)整RP使放大器工作在最佳狀態(tài)。3集電極電阻RC和負(fù)載RL對(duì)放大電路放大倍數(shù)有何影響？4用萬用表判別晶體管三種工作狀態(tài)的方法。實(shí)驗(yàn)五 集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解集成運(yùn)算放大器的性質(zhì)和特點(diǎn)。2通過實(shí)驗(yàn)

34、測(cè)試，驗(yàn)證由集成運(yùn)放組成的比例、加法、減法和積分各基本運(yùn)算電路輸出電壓和輸入電壓之間的函數(shù)關(guān)系，并掌握這些電路的基本功能和特點(diǎn)。3學(xué)習(xí)用集成運(yùn)放組成比較器，掌握比較器的電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。4了解運(yùn)算放大器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的一些問題。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說明 集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的線性或非線性元件組成輸入和負(fù)反饋電路時(shí)，可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、加法、減法、積分等模擬運(yùn)算電路。1 反向比例運(yùn)算電路電路如圖5-1所示。對(duì)于理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓間的關(guān)系為 圖5-1 反向比例運(yùn)算電路 圖5-2 同向比例運(yùn)

35、算電路為了減小輸入級(jí)偏置電流引起的運(yùn)算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻R2=R1/RF。2 同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路如圖5-2所示，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為 R2=R1/RF當(dāng)R1時(shí)，Uo=Ui，可得到電壓跟隨器。并選R2=RF，用以減小漂移和起保護(hù)作用。3 反向加法電路電路如圖5-3所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為R3=R1/R2/RF4減法運(yùn)算電路圖5-4所示的減法運(yùn)算電路，當(dāng)R1=R2，R3=RF時(shí)，有關(guān)系如下圖5-3 加法運(yùn)算電路 圖5-4 減法運(yùn)算電路三、預(yù)習(xí)要求及思考題1復(fù)習(xí)教材中集成運(yùn)放的基本知識(shí)，了解實(shí)驗(yàn)中各電路的工作原理。2預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟，熟悉接線圖。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1.SXJ-3B型模擬電路學(xué)習(xí)機(jī)2.函數(shù)發(fā)生器3.雙蹤示波器4.萬用表五、實(shí)驗(yàn)步驟1.反向比例運(yùn)算電路1） 按圖5-1連接實(shí)驗(yàn)電路，按表5-1中數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)輸入電壓U，用萬用表直流電壓檔測(cè)輸出電壓UO，并將數(shù)據(jù)記入表5-1中。表5-1直流輸入電壓U（）301003001000輸出電壓UO理論估算值（）實(shí)測(cè)值（）誤 差（注意：在做實(shí)驗(yàn)前，先要經(jīng)過計(jì)算，把“理論估算值”填入表中）2.同相比例運(yùn)算電路1) 按圖5-2連接實(shí)驗(yàn)電路。實(shí)驗(yàn)步驟同上，將結(jié)果記入表5-2中。