《電工電子技術(shù)A》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、電工電子技術(shù) A實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書電工技術(shù)部分實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 12 學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)基爾霍夫定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 對(duì)基爾霍夫電壓定律和電流定律進(jìn)行驗(yàn)證，加深對(duì)兩個(gè)定律的理解。2. 學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測(cè)量各支路電流的方法。二、原理說明KCL和KVL是電路分析理論中最重要的的基本定律，適用于線性或非線性電路、時(shí)變或非變電路的分析計(jì)算。KCL和KVL是對(duì)于電路中各支路的電流或電壓的一種約束關(guān)系，是一種“電路結(jié)構(gòu)”或“拓?fù)洹钡募s束， 與具體元件無關(guān)。而元件的伏安約束關(guān)系描述的是元件的具體特性，與電 路的結(jié)構(gòu)(即電路的接點(diǎn)、回路數(shù)目及連接方式)無關(guān)。正是由于二者的 結(jié)合，才能衍生出多種多樣的電路分析方法(如節(jié)點(diǎn)法和網(wǎng)孔法

2、)。KCL指出：任何時(shí)刻流進(jìn)和流出任一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零，即2 i(t) =0 或 2 I = 0KVL指出：任何時(shí)刻任何一個(gè)回路或網(wǎng)孔的電壓降的代數(shù)和為零，即2 u(t) =0 或 2 U= 0運(yùn)用上述定律時(shí)必須注意電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1直流穩(wěn)壓電源0 30V1臺(tái)RTDG-12直流數(shù)字電壓表1塊RTTO13直流數(shù)字毫安表1塊RTT014實(shí)驗(yàn)電路板掛箱1個(gè)RTDG02四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)線路如圖2-1所示。11、12、 I 31. 實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路的電流參考方向，如圖中的 所示，并熟悉線路結(jié)構(gòu)，掌握各開關(guān)的操作使用方法。2. 分別

3、將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令Ei= 6V, E2= 12V，其數(shù)值要用電壓表監(jiān)測(cè)。3. 熟悉電流插頭和插孔的結(jié)構(gòu)，先將電流插頭的紅黑兩接線端接至數(shù)2-1 中。字毫安表的“極；再將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插孔中，讀出相應(yīng)的電流值，記入表4. 用直流數(shù)字電壓表分別測(cè)量?jī)陕冯娫醇半娮柙系碾妷褐?，?shù)據(jù)記入表2-1中。表2-1基爾霍夫定律的驗(yàn)證內(nèi)容電源電壓(V)支路電流(mA)回路電壓(V)E1E2I1|2|3習(xí)UfaUabUCDUde3U計(jì)算 值測(cè)量值相對(duì)誤差五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 兩路直流穩(wěn)壓源的電壓值和電路端電壓值均應(yīng)以電壓表測(cè)量的讀數(shù) 為準(zhǔn)，電源表盤指示只作為顯示儀表，不能作為測(cè)量?jī)x

4、表使用，恒壓源輸 出以接負(fù)載后為準(zhǔn)。2. 謹(jǐn)防電壓源兩端碰線短路而損壞儀器?！?+、3. 若用指針式電流表進(jìn)行測(cè)量時(shí)， 要識(shí)別電流插頭所接電流表的 -”極性。當(dāng)電表指針出現(xiàn)反偏時(shí)，必須調(diào)換電流表極性重新測(cè)量，此時(shí) 讀得的電流值必須冠以負(fù)號(hào)。六、預(yù)習(xí)思考題11、12、13和各電阻上的1. 根據(jù)圖2-1的電路參數(shù)，計(jì)算出待測(cè)的電流電壓值，記入表中，以便實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)，可正確地選定毫安表和電壓表的量 程。2若用指針式直流毫安表測(cè)各支路電流，什么情況下可能出現(xiàn)指針反 偏，應(yīng)如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進(jìn)行測(cè) 量時(shí)，則會(huì)有什么顯示？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一

5、個(gè)節(jié)點(diǎn)，驗(yàn)證KCL的正確性;KVL的正確性。選定任一個(gè)閉合回路，驗(yàn)證2. 誤差原因分析。3. 本次實(shí)驗(yàn)的收獲體會(huì)。實(shí)驗(yàn)二疊加原理的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，從而加深對(duì)線性電路的疊加性和 齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。2. 加深理解疊加原理對(duì)非線性電路不適用。二、原理說明疊加原理包含兩部分內(nèi)容：1. 線性電路的疊加性：在有幾個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，任 何一條支路的電流或電壓，都可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該 支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。2. 線性電路的齊次性：當(dāng)激勵(lì)信號(hào)（某獨(dú)立源的值）增加或減小K倍時(shí)，電路的響應(yīng)（即電路中各支路的電流和電壓值）也將增加或減小

6、K倍。某獨(dú)立源單獨(dú)作用是指：在電路中將該獨(dú)立源之外的其他獨(dú)立源“去 掉”，即電壓源用短路線取代，電流源用開路取代，受控源保持不變。對(duì)含非線性元件（如二極管）的電路，疊加原理不適用。疊加原理一般也不適用于“功率的疊加”，P= （2 1）.（ 2 U） M2 IU三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1雙輸出直流穩(wěn)壓電源030V可調(diào)1臺(tái)RTDG-12萬用表MF-30或其它1塊RTT013直流數(shù)字電壓表1RTT014直流數(shù)字毫安表1RTDG025疊加原理實(shí)驗(yàn)電路板1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)線路如圖3-1所示。1按圖 3-1，取 Ei= + 12V , E2= + 6V。2令電源E1單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān)S

7、1投向E1側(cè)，開關(guān)S2投向短路側(cè)）， 用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測(cè)量各支路電流及各電阻元件 兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表格3-1。It TSO如di1D圖3-1疊加原理的驗(yàn)證表3-1線性電路疊加原理的驗(yàn)證測(cè)量 項(xiàng)目、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、E1（V）E2（V）I1(mA)I2(mA)I3(mA)Uab(V)UCD(V)Uad(V)Ude(V)Ufa(V)E1單獨(dú)作用E2單獨(dú)作用E1+E2作用2E2單獨(dú)作用E1/2單獨(dú)作用2. 令電源E2單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān) Si投向短路側(cè)，開關(guān) S2投向E2側(cè)）， 重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測(cè)量和記錄。（開關(guān)Si和S2分別投向Ei和E2側(cè)），重復(fù)上述調(diào)至（+ 12V）,重復(fù)上述

8、第3項(xiàng)的測(cè)量并記錄。 1N4007 （即將開關(guān)S3投向二極管D側(cè)）重復(fù)3-2 中。含二極管的非線性電路3. 令Ei和E2共同作用時(shí) 的測(cè)量和記錄。4. 將E2的數(shù)值增大兩倍，5. 將R5換成一只二極管 15的測(cè)量過程，數(shù)據(jù)記入表表3-2 測(cè) 量項(xiàng)目、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、E1（V）E2（V）I1(mA)I2(mA)I3(mA)Uab(V)UCD(V)Uad(V)U DE(V)U FA(V)E1單獨(dú)作 用E2單獨(dú)作 用E什E2作用2E2單獨(dú)作用E1/2單獨(dú)作用五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 用電流插頭測(cè)量各支路電流時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性及數(shù)據(jù)表格中“ +、 號(hào)的記錄。2. 正確選用儀表量程并注意及時(shí)更換。3. 恒壓源

9、輸出以接上負(fù)載后為準(zhǔn)。六、預(yù)習(xí)思考題1. 疊加原理中 將不作用的電源（2. 實(shí)驗(yàn)電路中，Ei、E2分別單獨(dú)作用，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作？可否直接Ei或E2）置零（短接）？若有一個(gè)電阻器改為二極管， 試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)證線性電路的疊加 性與齊次性。試用上述實(shí)驗(yàn)2. 各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？ 數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。3. 通過表 3-2 所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結(jié)論？4. 本次實(shí)驗(yàn)的收獲與體會(huì)。實(shí)驗(yàn)三 戴維南定理和諾頓定理（ 4 學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加

10、深對(duì)兩個(gè)定理的理解。2. 掌握含源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般測(cè)量方法。3. 驗(yàn)證最大功率傳遞定理。二、原理說明 戴維南定理與諾頓定理在電路分析中是一對(duì)“對(duì)偶”定理，用于復(fù)雜 電路的化簡(jiǎn)，特別是當(dāng)“外電路”是一個(gè)變化的負(fù)載的情況。在電子技術(shù)中，常需在負(fù)載上獲得電源傳遞的最大功率。選擇合適的 負(fù)載，可以獲得最大的功率輸出。1. 戴維南定理 任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)， 總可以用一個(gè)含有內(nèi)阻的等效電壓源來代替， 此電壓源的電動(dòng)勢(shì) Es等于該網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，其等效內(nèi)阻Ro等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路） 時(shí)的等效電阻。2. 諾頓定理 任何一個(gè)線性含源單口網(wǎng)絡(luò)，總可以用

11、一個(gè)含有內(nèi)阻的等效電流源來代替，此電流源的電流Is等于該網(wǎng)絡(luò)的短路電流ISC,其等效內(nèi)阻Ro等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零時(shí)的等效電阻。Uoc、Isc和Ro稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。3. 最大功率傳遞定理在線性含源單口網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)把負(fù)載RL以外的電路用等效電路(Es+Ro或Is/ Ro)取代時(shí)，若使 Rl=Ro,則可變負(fù)載Rl上恰巧可以獲得最大功率：PMAX =Isc2 Rl/4=Uoc2/4 rl (1)4. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)量方法 開路電壓Uoc的測(cè)量方法 直接測(cè)量法直接測(cè)量法是在含源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時(shí)，用電壓表直接測(cè)其輸出 端的開路電壓 Uoc，如圖5-1(a)所示。它適用于等效

12、內(nèi)阻Ro較小，且電壓表的內(nèi)阻Rv>>Ro的情況下。 零示法在測(cè)量具有高內(nèi)阻(Ro>>Rv)含源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時(shí)，用電壓表進(jìn) 行直接測(cè)量會(huì)造成較大的誤差，為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零 示測(cè)量法，如圖 5-1(b)所示。Uoc相等時(shí),測(cè)量此時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓，零示法測(cè)量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比 較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓Es與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓電壓表的讀數(shù)將為 “ 0 ”，然后將電路斷開， 即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。4側(cè)A*測(cè)童由ROARMas-i 升那短路電流Isc的測(cè)量方法 直接測(cè)量法：是將有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸出端短路，用電流

13、表直接測(cè)其短路電流Isc。此方法適用于內(nèi)阻值Ro較大的情況。若二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻值很低時(shí)，會(huì)使Isc很大，則不宜直接測(cè)其短路電流。 間接計(jì)算法：是在等效內(nèi)阻Ro已知的情況下，先測(cè)出開路電壓 Uoc, 再由lsc= Uoc/Ro計(jì)算得出。等效內(nèi)阻Ro的測(cè)量萬法 直接測(cè)量法：將有源二端網(wǎng)絡(luò)電路中所有獨(dú)立源去掉，用萬用表的歐姆檔測(cè)量去掉外電路后的等效電阻Ro 加壓測(cè)流法：將含源網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源去掉，在開路端加一個(gè)數(shù)值已知的獨(dú)立電壓源 E,如圖8-2所示，并測(cè)出流過電壓源的電流I,則 Ro= E/I圉5 2就.幽肉事A由阻開路、短路法：分別將有源二端網(wǎng)絡(luò)的輸出端開路和短路，根據(jù)測(cè)出的開 路電壓和短路電流值

14、進(jìn)行計(jì)算：Ro = Uoc/Isc伏安法：伏安法測(cè)等效內(nèi)阻的連接線路如圖5-3(a)所示，先測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)伏安特性如圖 5-3(b)所示，再測(cè)出開路電壓 Uoc及電流為額定 值IN時(shí)的輸出端電壓值 UN，根據(jù)外特性曲線中的幾何關(guān)系，則內(nèi)阻為C 丄,Uoc Uoc UnRo=tg = 八IscIn*C)*7*Rflees- J氏姿曲04蒂散由半電壓法調(diào)被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載電阻Rl,當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò) 開路電壓 Uoc的一半時(shí)，負(fù)載電阻值(由電阻箱的讀數(shù)確定)即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。外加電阻法：先測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc,然后在開路端接一個(gè)已知數(shù)值的電阻r,并測(cè)出其

15、端電壓 Ur，則有Uoc UrRo r rRo (Uoc/Ur 1).r04尤斗Ifi廣二"JI :Q I實(shí)際電壓源和電流源都具有一定的內(nèi)阻，不能與電源本身分開。所以 在去掉電源時(shí)，其內(nèi)阻也去掉了，因此會(huì)給測(cè)量帶來誤差。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源0 30V1臺(tái)RTDG-12可調(diào)直流恒流源0500mA1RTDG-13直流數(shù)字電壓表1RTT014直流數(shù)字毫安表1RTT015萬用表MF-30或其他16可調(diào)電阻箱099999.9 Q1RTDG087電位器1KQ1RTDG088戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路板1RTDG02四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖5-4(a)和圖

16、5-4(b)所示，用戶可根據(jù)自己使用的實(shí)驗(yàn)掛箱選擇其中之一。fl -4 iwt*需 *)*a1. 測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)按圖5-4(a)線路，將有源二端網(wǎng)絡(luò)電路中所有獨(dú)立源去掉(Es用短路線代替，Is開路)，用萬用表的歐姆檔測(cè)量去掉外電路后的等效電阻Ro；然后用加壓測(cè)流法測(cè)出E和I，再由Ro = E/I求出Ro。用開路電壓、短路電流法測(cè)定戴維南等效電路和諾頓等效電路的Uoc、Isc。按圖8-4(a)線路接入穩(wěn)壓電源 Es和恒流源Is,測(cè)定Uoc和Isc, 計(jì)算Ro之值。用伏安法測(cè)等效內(nèi)阻Ro。在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端接入負(fù)載電阻箱Rl,測(cè)出額定電流In = 15mA下的額定電壓Un,根據(jù)公式計(jì)算

17、等效內(nèi)阻 Ro，數(shù)據(jù)記入表5-1中。直測(cè)法加壓測(cè)流法開路、短路法伏安法*外加電阻法Ro(Q)E(V)I(mA)Ro(Q)Uo c (V )Isc(mA)Ro(Q)Un(mA)I N(mA)Ro(Q)U(V)R'(Q)Ro(Q)表5-1測(cè)等效內(nèi)阻Ro* 用外加電阻法測(cè)等效內(nèi)阻Ro。在有源端網(wǎng)絡(luò)輸出 AB端接入已 知阻值R'= 510Q的電阻，測(cè)量負(fù)載端電壓U',數(shù)據(jù)記入表5-1中。2.負(fù)載實(shí)驗(yàn)測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性，在圖5-4(a)的AB端接入負(fù)載電阻箱 Rl,改變阻值，測(cè)出相應(yīng)的電壓和電流值，數(shù)據(jù)記入表表5-2有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性R.( Q)0ooU(V)I(mA)5

18、-2 中。 驗(yàn)證戴維南定理：用一只1k Q的電位器，將其阻值調(diào)整到等于按步驟“ 1”所得的等效電阻 Ro之值，然后令其與直流穩(wěn)壓電源(調(diào)到步驟“1 ”時(shí)所測(cè)得的開路電壓Uoc之值)相串聯(lián)，如圖 5-4(b)所示(開關(guān)S投向1)，測(cè)其外特性，對(duì)戴氏定理進(jìn)行驗(yàn)證，數(shù)據(jù)記入表5-3 中。表5-3戴維南等效電路的外特性R-( Q )0ooU(V)I(mA)* 驗(yàn)證諾頓定理：將上一步驟用作等效電阻Ro的電位器(阻值不變)與直流恒流源Is并聯(lián)，恒流源的輸出調(diào)到步驟“1”時(shí)所測(cè)得的短路電流ISC之值，如圖5-4(b)所示(開關(guān)S投向2)，測(cè)其外特性，對(duì)諾頓定理進(jìn)行 驗(yàn)證，數(shù)據(jù)記入表 5-4中。表5-4諾頓等

19、效電路的外特性R.( Q )0ooU(V)I(mA)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 測(cè)量電流時(shí)要注意電流表量程的選取，為使測(cè)量準(zhǔn)確，電壓表量程不應(yīng)頻繁更換。2. 實(shí)驗(yàn)中，電源置零時(shí)不可將穩(wěn)壓源短接。3. 用萬用表直接測(cè) Ro時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須先去掉，以免損壞萬用 表。4. 改接線路時(shí)，要關(guān)掉電源。5. 實(shí)驗(yàn)步驟中打*號(hào)的內(nèi)容可以根據(jù)情況選做。六、預(yù)習(xí)思考題1. 在求戴維南等效電路時(shí)，測(cè)短路電流 Isc的條件是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否直接作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)前對(duì)線路5-4(a)預(yù)先作好計(jì)算，以便調(diào)整實(shí)驗(yàn)線路及測(cè)量時(shí)可準(zhǔn)確地選取電表的量程。并比較其2. 總結(jié)測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，

20、 優(yōu)缺點(diǎn)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)步驟2和3，分別繪出曲線，驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確 性，并分析產(chǎn)生誤差的原因。2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟中各種方法測(cè)得的Uoc與Ro與預(yù)習(xí)時(shí)電路計(jì)算的結(jié)果作比較，你能得出什么結(jié)論。3. 歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)四單相交流電路及功率因數(shù)的提高一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系。2. 了解日光燈電路的特點(diǎn)，理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。二、原理說明1. 交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系在單相正弦交流電路中，各支路電流和回路中各元件兩端的電壓滿足相量形式的基爾霍夫定律，即：2I = 0和2 U = 0圖15-1所示的RC串聯(lián)電路

21、，在正弦穩(wěn)態(tài)信號(hào) U的激勵(lì)下，電阻上的端電壓U與電路中的電流I同相位，當(dāng)R的阻值改變時(shí)，Ur和Uc的大小會(huì)隨之改變，但相位差總是保持90°, UR的相量軌跡是一個(gè)半圓，電壓U、Uc與Ur三者之間形成一個(gè)直角三角形。即U=Ur+Uc，相位RC串聯(lián)電路具有移相的作用。角片 acr tg (Uc / U r)改變電阻R時(shí)，可改變0角的大小，故Oc(Q)RC串醍電路S15-1 RC串聯(lián)交d克亀賂又電圧相42. 交流電路的功率因數(shù)即：cosO= P / S交流電路的功率因數(shù)定義為有功功率與視在功率之比， 其中0為電路的總電壓與總電流之間的相位差。交流電路的負(fù)載多為感性(如日光燈、電動(dòng)機(jī)、變壓器

22、等)，電感與外界交換能量本身需要一定的無功功率，因此功率因數(shù)比較低(cos 0< 0.5)。從供電方面來看，在同一電壓下輸送給負(fù)載一定的有功功率時(shí)，所需電流 就較大；若將功率因數(shù)提高(如cos0= 1 )，所需電流就可小些。這樣即可提高供電設(shè)備的利用率，又可減少線路的能量損失。所以，功率因數(shù)的大 小關(guān)系到電源設(shè)備及輸電線路能否得到充分利用。為了提高交流電路的功率因數(shù)，可在感性負(fù)載兩端并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙軨,如圖15-2所示。并聯(lián)電容C以后，對(duì)于原電路所加的電壓和負(fù)載參數(shù)均未改變，但由于Ic的出現(xiàn)，電路的總電流I減小了，總電壓與總電流之間的»相位差0減小，即功率因數(shù) COSO得到提高。

23、ft.iT何就桂負(fù)我社珞圖1與一2更澆電路的功車Sit及改養(yǎng)3. 日光燈電路及功率因數(shù)的提高15-3所示。其工作原理如下：電源電壓通過鎮(zhèn)流器施加于啟輝器兩電極（雙金屬片）與固定電極接觸。由于兩電極日光燈電路由燈管 R、鎮(zhèn)流器L和啟輝器S組成，C是補(bǔ)償電容器, 用以改善電路的功率因數(shù)，如圖當(dāng)接通220V交流電源時(shí)， 上，使極間氣體導(dǎo)電，可動(dòng)電極 接觸不再產(chǎn)生熱量，雙金屬片冷卻復(fù)原使電路突然斷開，此時(shí)鎮(zhèn)流器產(chǎn)生 一較高的自感電勢(shì)經(jīng)回路施加于燈管兩端，而使燈管迅速起燃，電流經(jīng)鎮(zhèn) 流器、燈管而流通。燈管起燃后，兩端壓降較低，起輝器不再動(dòng)作，日光 燈正常工作。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1自耦

24、調(diào)壓器0 220V1RTDG012交流電流表05A1RTT03-13交流電壓表0 300V1RTT03-14單相瓦特表D34-W或其它1RTT045白熾燈泡40W/220V3RTDG076鎮(zhèn)流器與40W燈管配用1RTDG087啟輝器與40W燈管配用1RTDG088電容器1 卩 F,2.2 卩 F 4.7 卩 F/400VRTDG089日光燈燈管40W1RTDG-110電流插座3RTDG08四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.用一只220V ,40W的白熾燈泡和4.7卩F/450V電容器組成如圖15-115-1 中。負(fù)載情況測(cè)量值計(jì)算值RCU(v)UR(v)Uc(v)U (UR,UC組成Rt A )A U?40WR

25、34.7卩F40WR24.7 MF40WR12.2卩F所示的實(shí)驗(yàn)電路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通市電，將自耦調(diào)壓器輸出調(diào)至220V。記錄U、Ur、Uc值，驗(yàn)證電壓三角形關(guān)系。改變亮燈盞數(shù) （即改變 R）成并聯(lián)電容C之值，重復(fù)測(cè)量，數(shù)據(jù)記入表表15-1驗(yàn)證電壓關(guān)系2.日光燈線路接線與測(cè)量。TB<J-aovClClit* k嚴(yán)、鎮(zhèn)慮i'!ai5-J q光勺電專氏於車S*的ft*按圖15-3組成線路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后接通市電交流 節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出，使其輸出電壓緩慢增大，直到日光燈剛啟輝點(diǎn)亮為 至，按表15-2記錄各表數(shù)據(jù)。然后將電壓調(diào)至220V，測(cè)量功率P和Pr，電流I，電壓U，Ul,

26、Ur等值，計(jì)算鎮(zhèn)流器等值電阻r和等效電感L。220V電源，調(diào)日光燈測(cè) 量值計(jì) 算 值工作狀態(tài)U(V)I(A)P(W)LKV)UrL(V)Pr(W)r( Q)L(H)啟輝狀態(tài)正常工作表15-2日光燈電路的測(cè)量3. 并聯(lián)電路電路功率因數(shù)的改善。按圖15-3組成實(shí)驗(yàn)線路。經(jīng)指導(dǎo)老師檢查后，接通市電，將自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220V，記錄功率表，電壓表讀數(shù)，通過一只電流表和三個(gè)電流插孔分別測(cè)得三條支路 的電流，改變電容值，進(jìn)行重復(fù)測(cè)量。電容值測(cè)量數(shù)值計(jì)算值P(w)U(v)1(A)Il(A)Ic(A)cosI ACos'0折1忻2.2 F3.2 F4.7 F5.7 F6.9 F五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.

27、 本實(shí)驗(yàn)用交流市電220V，務(wù)必注意用電和人身安全。2. 功率表要正確接入電路，讀數(shù)時(shí)要注意量程和實(shí)際讀數(shù)的折算關(guān)系。日光燈不能啟輝時(shí)，應(yīng)檢查啟輝器及其接觸是否良好。六、預(yù)習(xí)思考題1. 參閱課外資料，2. 在日常生活中， 輝器的兩端短接一下，3. 線路接線正確，了解日光燈的啟輝原理。當(dāng)日光燈上缺少了啟輝器時(shí)，人們常用一根導(dǎo)線將啟 然后迅速斷開，使日光燈點(diǎn)亮；或用一只啟輝器去點(diǎn)亮多只同類型的日光燈，這是為什么？3. 為了提高電路的功率因數(shù)，常在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器，此時(shí)增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時(shí)感性元件上的電流和功率是否改變？而不用串聯(lián)法？所4. 提高線路功率因數(shù)為

28、什么只采用并聯(lián)電容器法， 并的電容器是否越大越好？如何用電壓表測(cè)出故障發(fā)生的5. 若日光燈在正常電壓下不能啟動(dòng)點(diǎn)燃， 位置？試簡(jiǎn)述排除故障的過程 ？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 完成數(shù)據(jù)表格中的計(jì)算，進(jìn)行必要的誤差分析。2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別繪出電壓、電流相量圖，驗(yàn)證相量形式的基爾霍夫定律。3. 討論改善電路功率因數(shù)的意義和方法。4. 裝接日光燈線路的心得體會(huì)及其他。實(shí)驗(yàn)五三相交流電路的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握三相負(fù)載作 丫接、接的方法，驗(yàn)證這兩種接法下線、相電量 之間的關(guān)系。2. 充分理解三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。二、原理說明380V在三相電源對(duì)稱的情況下，三相負(fù)載可以接成星形 （Y接）或三角形

29、（ 接）。三相四線制電源的電壓值一般是指線電壓的有效值。如“三相 電源”是指線電壓 380V，其相電壓為 220V ;而“三相220V電源”則是 指線電壓220V，其相電壓為127V。1. 負(fù)載作丫形聯(lián)接當(dāng)負(fù)載采用三相四線制（Yo）聯(lián)接時(shí)，即在有中線的情況下，不論負(fù)載是 否對(duì)稱，線電壓 Ui是相電壓UP的J3倍，線電流Il等于相電流Ip，即u= /3up , 11=1 plo= 0,所以可以省去當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，各相電流相等，流過中線的電流 中線。若三相負(fù)載不對(duì)稱而又無中線（即三相三線制丫接）時(shí)，UP豐1/J3ui , 負(fù)載的三個(gè)相電壓不再平衡，各相電流也不相等，致使負(fù)載輕的那一相因 相電壓過高而

30、遭受損壞，負(fù)載重的一相也會(huì)因相電壓過低不能正常工作。所以，不對(duì)稱三相負(fù)載作 丫聯(lián)接時(shí)，必須采用三相四線制接法，即 Yo接法，而且中線必須牢固聯(lián)接， 以保證三相不對(duì)稱負(fù)載的每相電壓維持 對(duì)稱不變。2. 負(fù)載作形聯(lián)接當(dāng)三相負(fù)載作形聯(lián)接時(shí)，不論負(fù)載是否對(duì)稱，其相電壓均等于線電壓，即U1 = Up;若負(fù)載對(duì)稱時(shí)，其相電流也對(duì)稱，相電流與線電流之間的關(guān)系為：Il = J3 Ip ；若負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，相電流與線電流之間不再是J3關(guān)系即：Il73 Ip當(dāng)三相負(fù)載作形聯(lián)接時(shí)，不論負(fù)載是否對(duì)稱，只要電源的線電壓Ui對(duì)稱，加在三相負(fù)載上的電壓Up仍是對(duì)稱的，對(duì)各相負(fù)載工作沒有影響。3. 三相電源及相序的判斷為防止三

31、相負(fù)載不對(duì)稱而又無中線時(shí)相電壓過高而損壞燈泡，本實(shí)驗(yàn) 采用“三相220V電源”，即線電壓為220V，可以通過三相自耦調(diào)壓器來 實(shí)現(xiàn)。三相電源的相序是相對(duì)的，表明了三相正弦交流電壓到達(dá)最大值的先 后次序。判斷三相電源的相序可以采用圖12-1所示的相序指示器電路，它是由一個(gè)電容器和兩個(gè)瓦數(shù)相同的白熾燈聯(lián)接成的丫接不對(duì)稱三相電路。假定電容器所接的是A相，則燈光較亮的一相接的是電源的B相，燈光較暗的一相即為電源的 C相（可以證明此時(shí)B相電壓大于 C相電壓）。Um'UBB.C*ffl 12-1 曲A尿&亀鼻三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1交流電壓表1RTT03-12交流電流表1

32、RTT03-13萬用表1另備4三相自耦調(diào)壓器1RTDG-15三相燈組負(fù)載220V/40W白熾燈9RTDG076電流插孔6RTDG07四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 三相負(fù)載星形聯(lián)接0V的位置（即逆時(shí) 方可合上三相電源開關(guān)， 然后220V。BuVJR-K按圖12-2連接實(shí)驗(yàn)電路，三相對(duì)稱電源經(jīng)三相自耦調(diào)壓器接到三相燈 組負(fù)載，首先檢查三相調(diào)壓器的旋柄是否置于輸出為 針旋到底的位置），經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后， 調(diào)節(jié)調(diào)壓器的旋柄，使輸出的三相線電壓為a 17-z 三制*埶的星開桜按三相四線制Yo形聯(lián)接（有中線）按表12-1要求，測(cè)量有中線時(shí)三相負(fù)載對(duì)稱和不對(duì)稱情況下的線/相電壓、線電流和中線電流之值，并觀察各相燈組

33、亮暗程度是否一致，注意 觀察中線的作用。表12-1 三相四線制丫0形聯(lián)接負(fù)載情況測(cè)量數(shù) 據(jù)中線 電流Io（ A）開燈盞數(shù)線電流（A）線電壓（V）相電壓（V）A相B相C相I AI BI CUAbUBcUCaUAoUco40WX340WX340WX340WX140WX240WX340WX1斷路40WX3三相三線制丫形聯(lián)接（斷開中線）將中線斷開，測(cè)量無中線時(shí)三相負(fù)載對(duì)稱和不對(duì)稱情況下的各電量， 特別注意不對(duì)稱負(fù)載時(shí)電源與負(fù)載中點(diǎn)間的電壓的測(cè)量。將所測(cè)得的數(shù)據(jù) 記入表12-2中，并觀察各相燈組亮暗的變化情況。表12-2 三相三線制丫形聯(lián)接負(fù)載情況1測(cè) 量 數(shù) 據(jù)開燈盞數(shù)線電流（A）線電壓（V）相電壓（

34、V）電流Io (A)A相B相C相I AI BIcUabUBcUCaUaoUBoUCo40WX340WX340WX340WX140WX240WX340WX1斷路40WX3判斷三相電源的相序?qū)相負(fù)載換成4.7卩F電容器，B、C相負(fù)載為相同瓦數(shù)的燈泡，根 據(jù)燈泡的亮度判斷所接電源的相序。2. 三相三線制形聯(lián)接按圖12-3改接線路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后接通三相電源，并調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使其輸出線電壓為220V，并按表12-3的內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試。AV*LTB-T"a 12-3壬柏*戢的昌*形JBt A測(cè)量數(shù)據(jù) 負(fù)載情況開燈盞數(shù)線電壓（V）線電流（A）相電流（A）A-B相B-C相C-A相UAbUBcUC

35、aI AI BIcI ABI BCI CA三相平平三相不平 衡五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 本實(shí)驗(yàn)采用線電壓為380V的三相交流電源，經(jīng)調(diào)壓器輸出為220V，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意人身安全，不可觸及導(dǎo)電部件，防止意外事故發(fā)生。2. 每次接線完畢，同組同學(xué)應(yīng)自查一遍，確認(rèn)正確無誤后方可接通電源。實(shí)驗(yàn)中必須嚴(yán)格遵守“先接線、后通電”“先斷電、后拆線”的安全實(shí)驗(yàn)操作規(guī)則。3. 星形負(fù)載作短路實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須首先斷開中線，以免發(fā)生短路事故。六、預(yù)習(xí)思考題1. 三相負(fù)載根據(jù)什么條件作星形或三角形聯(lián)接？2. 復(fù)習(xí)三相交流電路有關(guān)內(nèi)容，試分析三相星形聯(lián)接不對(duì)稱負(fù)載在無中線情況下，當(dāng)某相負(fù)載開路或短路時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么情況？如果接上中線

36、， 情況又如何？3. 本次實(shí)驗(yàn)中為什么要通過三相調(diào)壓器將380V的線電壓降為 220V的線電壓使用？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)驗(yàn)證對(duì)稱三相電路中的J3關(guān)系。2. 用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象,總結(jié)三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。3.不對(duì)稱三角形聯(lián)接的負(fù)載，能否正常工作?實(shí)驗(yàn)是否能證明這一點(diǎn)？并由相量圖求4. 根據(jù)不對(duì)稱負(fù)載三角形聯(lián)接時(shí)的相電流值作相量圖, 出線電流之值，然后與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的線電流作比較。實(shí)驗(yàn)六異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼呻?. 通過對(duì)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路的安裝接線， 氣原理圖接成實(shí)際操作電路的方法。2. 加深對(duì)電氣控制系統(tǒng)各種保護(hù)、自鎖、互鎖等環(huán)節(jié)的理解。

37、3. 學(xué)會(huì)分析、排除繼電一接觸控制線路故障的方法。二、原理說明在鼠籠機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路中，通過象序的更換來改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方 向。本實(shí)驗(yàn)給出兩種不同的正、反轉(zhuǎn)控制線路如圖17-1及17-2，具有如下特點(diǎn)：KMi （正轉(zhuǎn)）、KM2 （反轉(zhuǎn)）同時(shí)得電吸合造成三相（KM2）線圈支路中串接有 KM2（ KM 1 ）常閉觸頭，它KMi、KM 2不會(huì)同時(shí)得電（如圖 17-1），以達(dá)到電器1. 電氣互鎖為了避免接觸器 電源短路，在KM 1 們保證了線路工作時(shí) 互鎖目的。SB1 與 SB22. 電氣和機(jī)械雙重互鎖除電氣互鎖外，可再采用復(fù)合按鈕組成的機(jī)械互鎖環(huán)節(jié)(如圖17-2),以求線路工作更加可靠。3線路具有短路、過載、失、欠壓保護(hù)等功能。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1三相交流電源220V2三相異步電動(dòng)動(dòng)RTDJ3513交流接觸器CJ46-91RTT064復(fù)合按鈕2RTT065熱繼電器JR16B-20/3D1RTT066交流電壓表1RTT03-17萬用電表1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容認(rèn)識(shí)各電器的結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)、接線方法；抄錄電動(dòng)機(jī)及各電器銘牌 數(shù)據(jù)；并用萬用表Q檔檢查各電器線圈、觸頭是否完好。 鼠籠機(jī)接成接法；實(shí)驗(yàn)線路電源端接三相自耦調(diào)壓器輸出端 供電線電壓為220V。1. 接觸