電工電子學(xué)二試驗(yàn)

1、23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(wàn)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

2、壓源短路，電流源開路）后所得無源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。 如圖1 1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。源端絡(luò)有二網(wǎng)（a）（b）圖1 1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=Uo/Is。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 U。和Is,則Ro=Uo/ Is。3直接測(cè)量法。使有源二端網(wǎng)絡(luò)中的電源置零(

3、電壓源短路，電流源開路) 用萬(wàn)用表電阻擋直接測(cè)量 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1. THHE 1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)

4、字萬(wàn)用表測(cè)量 Ri、R2、Rl的電阻值，把結(jié)果填入表 1 1 中。2. 利用電阻的實(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1 1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(wàn)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UrUr2、Ur3，填入表1 1,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

5、用時(shí)各電壓值。表 1 1R1= 1k QR2=2k QRl= 5k QX電壓計(jì)算值（V）電壓測(cè)量值（V）Ur1U R2UlUr1U R2UlE1、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 1 3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1 2的數(shù)值，測(cè)量負(fù)載電壓 Ul和電流Il，把結(jié) 果填入表1 2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U。Uo=V(填入圖1 4中)。(2) 關(guān)閉電源E1和E2，用導(dǎo)線短路E1、E

6、2使其置零，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量AB間的等效電阻Ro。Ro=Q。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R1和R2并聯(lián)作為Ro,按圖1 4 連接電路。(2) 在Rl為表1 2中不同數(shù)值時(shí)，測(cè)量負(fù)載電壓 Ul和Il電流，填入表1 2中。表1 2Rl阻值500 Q1k Q2k Q5k Q10k Q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1 1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1 3計(jì)算戴維南等效電路的U。、Ro,并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較。3戴維南等效電路中的

7、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因數(shù)的提高、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。、相關(guān)知識(shí)鎮(zhèn)流器是一個(gè)鐵心線圈，其電感穩(wěn)態(tài)工作時(shí)近似認(rèn)為是一個(gè)阻性負(fù)載L比較大，而線圈本身具有電阻R1O 日光

8、燈在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2 2所示。圖21日光燈電路圖22日光燈等效電路RLR1 =ZRL cos l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)阻抗：Z RL電感線圈的電阻:圖2 3 RL串聯(lián)電路相量圖電感線圈的感抗:Xl YRl -璋電感線圈的電感:XL2f日光燈等效電阻：電路消耗的有功功率:或：P=2(R r2 )P 二 Ul cos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2 1。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

9、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coscosUlcos = -PC 口 (tg -tg J u /,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。3 = 2n f 電源的角頻率。圖圖2 4日光燈并聯(lián)電容相量、預(yù)

10、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1套、功率表1只、交流1. THHE 1型高性能電工電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)（日光燈設(shè)備 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)線路圖功率表FU=1-0電流表插頭啟動(dòng)器燈管00圖2 5日光燈實(shí)驗(yàn)電路圖六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有關(guān)設(shè)備，按圖2 5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

11、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 2 1中。表2 1測(cè)量數(shù)值P(W)cos 1(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 1卩F,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lc,有功功率P的值填入表2 2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。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2 2電容值(測(cè)

12、量數(shù)值P(W)cos U(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2 2中不同電容值時(shí)的功率因數(shù)，填入表2 2。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？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

13、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2 5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)壁均勻地涂有一層熒光 粉，燈管兩端各有一個(gè)陽(yáng)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(yáng)

14、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，氟氣)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。管內(nèi)充有惰性氣體營(yíng)腳，及水銀蒸汽陽(yáng)極圖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

15、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

16、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

17、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(yáng)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。實(shí)驗(yàn)三 三相異步電動(dòng)機(jī)及其繼電接觸控制實(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，及故障排除方法。二、相關(guān)知識(shí)

18、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V 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3 1 (a)所示，角接時(shí)如圖 3 1 (b)所示。UiQ

19、 vtO wp電源火線(a )定子繞組星形聯(lián)接電源火線(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。控制電路由圖形符號(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?？刂齐娐芬话阌砂粹o、繼電 器等構(gòu)成，控制電路能對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情

20、況進(jìn)行控制。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

21、圈具 有失壓或欠壓保護(hù)作用。自鎖環(huán)節(jié)是實(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

22、音發(fā)悶發(fā)沉。如果單相運(yùn)行時(shí)間稍長(zhǎng)，很容易燒毀電機(jī)。 在本次實(shí)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。、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 . THHE 1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

23、箱（三）。五、實(shí)驗(yàn)線路圖（a）起?？刂齐娐罚╞） 點(diǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)圖3-2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制線路3220V冋?qǐng)D3-3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

24、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， 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

25、,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 3-3 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 SBi，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

26、，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1 380V 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。

27、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、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 o5. 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。、相關(guān)知識(shí)交流負(fù)載線直流負(fù)載線Q2 U CE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

28、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UCICE靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)過高，會(huì)引起飽和失真，如圖4-1中的Qi點(diǎn)；靜態(tài)工作點(diǎn)動(dòng)過低，會(huì)造成截止失真，如圖4 - 1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。放大器輸出端接有負(fù)載電阻 Rl時(shí)，因交

29、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U。、 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 Uj=Us。輸入電阻的表達(dá)式為：（3

30、 ）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U s曲，Rl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)（3 =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：U B=Rb1U CCRb2 RpRb2IeU B U BEReIc TeIb上UcE 二Ucc Tc Rc Re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):rbe2態(tài)工作M大倍數(shù)Ib( a A)Ic (mA)U ce(V)Au(R

31、l=0)Au( R|_=5.1 kQ )Rc Rl)rbe表4-1估算靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)Ui27實(shí)驗(yàn)電路如圖靜態(tài)工作點(diǎn)。oUiRb224kQRbl 51 kQ+LOUFRc5-lkilRe100 QUcc C +12v)10pFCe1014F3 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 ?。?的大??？（2）放大器的電壓放大倍數(shù)與那些參數(shù)有關(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)

32、發(fā)生器1臺(tái)。3.雙蹤示波器1臺(tái)。4.數(shù)子萬(wàn)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R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大且不失真。去掉輸入信號(hào)Ui,用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量電壓Ube、UcE、URb2、U Rbl和U RC ,將測(cè)量值和按測(cè)量值計(jì)算的Ib、I cI BRp + Rbi Rb2Rc結(jié)果填入表4-2中，并與預(yù)習(xí)結(jié)果相比較。實(shí)測(cè)按實(shí)測(cè)值

33、計(jì)算Ube(V)Uce(V)URb2 (V)URb1(V)Urc(V)I b( g A)lc(mA)表4-2測(cè)量和計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)U RP Rb1U Rb23. 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) U。,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)算輸入波形輸岀波形U i (mV)Uo (V)Au20(2)帶負(fù)載：保持輸入信號(hào) Ui =30mV

34、f=1kHz不變，放大器接入負(fù)載Rl,在改變Rl數(shù)值(如表4 4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 (kQ )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分別為最大值和最小值，用示波器觀察失真波形。去掉輸入信號(hào)，用萬(wàn)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

35、析Rp值Ube (V)Uce (V)輸岀波形工作狀態(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(wàn)用表判別晶體管三種工作狀態(tài)的方法。35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)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)

36、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Rf uoUiRiiokQ/i00100 kQ-II-圖5-1 反向比例運(yùn)算電路圖5-2 同向比例運(yùn)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=RR fo2. 同相比例運(yùn)算電路同相比例

37、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uo =(1 Rf )uiRiR 2=RR f當(dāng)Rts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)系為嚴(yán)+Rf、U0 二-(-Ui! -Ui2)R1 R2R3=R/R 2R -4 .減法運(yùn)算電路圖5-4所示的減法運(yùn)算電路，當(dāng)R=R2, R3=RF時(shí)，有關(guān)系如下RfU0(Ui2-Ui!)lOOkQU11 lOkQlOkQ圖5-3加法運(yùn)算電路圖5-4 減法運(yùn)算電路C=kR.、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(wàn)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(wàn)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 （mV）301003001000出壓ub 輸電理論估算值（mV）實(shí)測(cè)值（mV）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