電工實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)教材

1、實(shí)驗(yàn)一 基爾霍夫定律和疊加原理的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性，加深對(duì)基爾霍夫定律的理解。2、驗(yàn)證線性電路中疊加原理的正確性及其適用范圍。3、加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。4、進(jìn)一步掌握儀器儀表的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理（一）基爾霍夫定律基爾霍夫定律是電路理論中最基本的定律之一，它闡明了電路整體結(jié)構(gòu)必須遵守的規(guī)律，應(yīng)用極為廣泛?；鶢柣舴蚨捎袃蓷l：一是電流定律，另一是電壓定律。測(cè)量某電路的各支路電流及多個(gè)元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律和電壓定律。（1）基爾霍夫電流定律（簡(jiǎn)稱KCL）是：在任一時(shí)刻，流入到電路任一節(jié)點(diǎn)的電流總和等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流總和，換

2、句話說(shuō)就是在任一時(shí)刻，流入到電路任一節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零。這一定律實(shí)質(zhì)上是電流連續(xù)性的表現(xiàn)。運(yùn)用這條定律時(shí)必須注意電流的方向，如果不知道電流的真實(shí)方向，可以先假設(shè)每一電流的正方向（也稱參考方向），根據(jù)參考方向就可寫(xiě)出基爾霍夫的電流定律表達(dá)式。例如圖1.1a所示為電路中某一節(jié)點(diǎn)N，共有五條支路與它相連，五個(gè)電流的參考正方向如圖所示，根據(jù)基爾霍夫定律就可寫(xiě)出： I1+ I2+ I3= I4+ I5如果把基爾霍夫定律寫(xiě)成一般形式就是I=0。顯然，這條定律與各支路上接的是什么樣的元件無(wú)關(guān)，不論是線性電路還是非線性電路，它是普遍適用的。電流定律原是運(yùn)用于某一節(jié)點(diǎn)的，我們也可以把它推廣運(yùn)用于電路中的任一

3、假設(shè)的封閉面，例如圖1.1b所示封閉面S所包圍的電路有三條支路與電路其余部分相連接，其電流為I1、I2、I3，則I1+I2+I3=0，因?yàn)閷?duì)任一封閉面來(lái)說(shuō)，電流仍然必須是連續(xù)的。（2）基爾霍夫電壓定律（簡(jiǎn)稱KVL）是：在任一時(shí)刻，沿閉合回路電壓降的代數(shù)和總等于零。把這一定律寫(xiě)成一般形式，即為U=0，例如在圖1.1c所示的閉合回路中，電阻兩端的電壓參考正方向如箭頭所示，如果從節(jié)點(diǎn)a出發(fā)，順時(shí)針?lè)较蚶@行一周又回到a點(diǎn)，便可寫(xiě)出：U1+U2-U3-U4=0,顯然，基爾霍夫電壓定律也是和沿閉合回路上元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)，因此，不論是線性電路還是非線性電路，它是普遍適用的。 （二）疊加原理幾個(gè)電壓源在某線性網(wǎng)

4、絡(luò)中共同作用時(shí)（也可以是幾個(gè)電流源共同作用，或電壓源和電流源混合共同作用），它們?cè)陔娐分腥我恢樊a(chǎn)生的電流或在任意兩點(diǎn)間所產(chǎn)生的電壓降，等于這些電壓源或電流源分別單獨(dú)作用時(shí)，在該部分所產(chǎn)生的電流或電壓降的代數(shù)和，這一結(jié)論稱為線性電路的疊加原理。如果網(wǎng)絡(luò)是非線性的（如電路中含有穩(wěn)壓管等非線性元件），疊加原理不適用?？偠灾?，疊加原理即為：在有幾個(gè)獨(dú)立源共同作用的線性電路中，通過(guò)每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。線性電路的齊次性是指當(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)（即在電路其它各電阻元件上所產(chǎn)生的電流和電壓

5、值）也將增加或減小K倍。本實(shí)驗(yàn)中，先使電壓源分別單獨(dú)使用，測(cè)量各點(diǎn)間的電壓和各支路的電流，然后再使電壓源共同作用，測(cè)量各點(diǎn)間的電壓和各支路的電流，驗(yàn)證是否滿足疊加原理。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、RXDI-1A電路原理實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2、萬(wàn)用表 1臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）基爾霍夫定律的實(shí)驗(yàn)線路如圖1.2所示：1、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I1、I2、I3所示。2、分別將兩路直流穩(wěn)壓電源（如：一路U2為+12V電源，另一路U1為024V可調(diào)直流穩(wěn)壓源）接入電路，令U1=6V，U2=12V。3、電路實(shí)驗(yàn)箱上的直流電流表分別接入三條支路中，記錄電流值，此時(shí)應(yīng)注意電流表的極性應(yīng)與電流的假設(shè)方向

6、一致。4、用數(shù)字萬(wàn)用表分別測(cè)量?jī)陕冯娫醇半娮柙系碾妷褐?，并記錄。被測(cè)量I1（mA）I2（mA）I3（mA）U1（V）U2（V）UFA（V）UAB（V）UAD（V）UCD（V）UDE（V）計(jì)算值測(cè)量值誤差（二）疊加原理的實(shí)驗(yàn)線路圖如圖1.3所示1、按圖1.3電路接線，取U1=12V，U2為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，調(diào)至U2=+6V。 2、令U1單獨(dú)作用時(shí)（使BC短接），用直流電流表和數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端電壓，將數(shù)據(jù)記入表格中。3、令U1和U2共同作用時(shí)，重復(fù)上述的測(cè)量和記錄。測(cè)量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容U1（V）U2（V）I1（mA）I2（mA）I3（mA）UAB（V）UAD（V）UCD（V

7、）UDE（V）UFA（V）U1（單獨(dú)作用）計(jì)算值測(cè)量值誤差U2（單獨(dú)作用）計(jì)算值測(cè)量值誤差U1+U2（共同作用）計(jì)算值測(cè)量值誤差五、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意儀表量程的及時(shí)更換。六、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)電路圖1.2中的A節(jié)點(diǎn)，驗(yàn)證KCL的正確性。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定實(shí)驗(yàn)電路圖1.2中任一閉合回路，驗(yàn)證KVL的正確性。3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性。4、分析誤差原因。5、實(shí)驗(yàn)體會(huì)。6、思考題：各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？試用理論定性分析以及用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并作出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)二 戴維南定理有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證戴維南定理的正確性。2

8、、掌握測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1、任何一個(gè)線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源二端口網(wǎng)絡(luò)）。戴維南定理指出：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替，此電壓源的電動(dòng)勢(shì)ES等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U0C，其等效內(nèi)阻R0等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零（電壓源視為短路，電流源視為開(kāi)路）時(shí)的等效電阻（參照?qǐng)D2.1）。U0C和R0稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2、有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)量方法（1）開(kāi)路電壓、短路電流法在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開(kāi)路時(shí)，用電壓表直接測(cè)其輸出端的開(kāi)路電壓U0C，然后將其輸出端短

9、路，用電流表測(cè)其短路電流ISC，則內(nèi)阻為R0=U0C/ISC。若二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻值很低短路電流很大時(shí)，則不宜測(cè)短路電流。（2）伏安法利用有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性，用電壓表、電流表求出U0C和R0，如圖2.2所示?？芍淖僐L可測(cè)得一組U、I數(shù)據(jù)，作出該網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線，如圖2.2所示，曲線坐標(biāo)的截距就是等效電源電壓U0C，曲線斜率的絕對(duì)值就是等效電源內(nèi)阻R0 。即根據(jù)外特性曲線求出斜率tg，則內(nèi)阻R0=tg=U/I= U0C/ISC 。（3）半電壓法如圖2.3所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓的一半時(shí)，負(fù)載電阻（由萬(wàn)用表測(cè)量）即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。（4）零示法在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)

10、的開(kāi)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2.4所示。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)壓電源的輸出電壓與二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓相等時(shí)，電壓表的讀數(shù)為“0”，然后將電路斷開(kāi)，測(cè)量此時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓。（5）其它方法將電壓源短路，電流源開(kāi)路，斷開(kāi)負(fù)載測(cè)輸出兩端的電阻即是R0。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、RXDI-1A電路原理實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2、萬(wàn)用表 1臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖4.5所示。1、用開(kāi)路電壓、短路電流法測(cè)定戴維南等效電路U0C和R0 。按圖2.5（a）電路接入穩(wěn)

11、壓電源ES和恒流源IS，測(cè)定U0C和R0 。UOC（V）ISC（mA）R0= UOC/ ISC（）2、負(fù)載實(shí)驗(yàn)按圖2.5（a）改變RL阻值，測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性。RL（） 0U (V)I (mA)3、驗(yàn)證戴維南定理用電阻箱將阻值調(diào)整到等于按步驟1所得的等效電阻值R0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(kāi)路電壓U0C之值）相串聯(lián)，如圖2.5（b）所示，仿照步驟“2”測(cè)其外特性，對(duì)戴維南定理進(jìn)行驗(yàn)證。RL（） 0U (V)I (mA)4、測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱入端電阻）的其它方法：將被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)立源置零（將電流源斷開(kāi)，短路電壓源），然后用伏安法或者直接用萬(wàn)用

12、表的歐姆檔去測(cè)定負(fù)載RL開(kāi)路后輸出端兩點(diǎn)間的電阻，即為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻Ri。5、用半電壓法和零示法測(cè)量被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0及其開(kāi)路電壓U0C，電路及數(shù)據(jù)表格自擬。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、注意測(cè)量時(shí)及時(shí)更換電流表量程。2、步驟“4”中，電源置零時(shí)不可將穩(wěn)壓源直接短接。3、用萬(wàn)用表直接測(cè)R0時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須先置零，以免損壞萬(wàn)用表。4、改接線路時(shí)，需關(guān)掉電源。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)步驟2和3，分別繪出曲線，驗(yàn)證戴維南定理的正確性，并分析產(chǎn)生誤差的原因。2、根據(jù)步驟1、4、5，用各種方法測(cè)得的U0C、R0和預(yù)先的電路計(jì)算的結(jié)果作比較，你能得出什么結(jié)論？1、 實(shí)驗(yàn)體會(huì)。實(shí)驗(yàn)三

13、信號(hào)的觀察與測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)使用示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器和交流電壓表。2掌握定量測(cè)量電信號(hào)的幅值、周期和相位的方法。二、必備知識(shí)1.直流、正弦交流、方波信號(hào)是電路實(shí)驗(yàn)中常用的電源信號(hào)，可由直流穩(wěn)壓電源、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器提供。這些信號(hào)的波形可用示波器進(jìn)行觀察。測(cè)試信號(hào)幅度的常用儀器有萬(wàn)用表、交流電壓表和示波器。直流電壓一般用萬(wàn)用表測(cè)量比較方便，如需要也可用示波器測(cè)量。應(yīng)注意用萬(wàn)用表和交流電壓表測(cè)量交流電時(shí)，讀數(shù)都是有效值，它們的測(cè)試對(duì)象僅限于正弦交流電；示波器可測(cè)量各種信號(hào)波形，它的讀數(shù)為峰-峰值。2示波器測(cè)量方法：示波器定量測(cè)量時(shí)，垂直電壓分度“VOLTS/div”旋鈕和掃描時(shí)間旋鈕“TIM

14、E/div”的“微調(diào)”旋鈕應(yīng)置于校準(zhǔn)位置（即示波器屏幕顯示區(qū)10、17和2處無(wú)“”符號(hào)）。a直流電壓的測(cè)量 首先使屏幕顯示一水平掃描線。輸入耦合方式置于“GND”，此時(shí)顯示的掃描線為零電平的參考基準(zhǔn)線，再將輸入耦合方式置于“DC”位置。輸入端加上被測(cè)信號(hào)，此時(shí)，“VOLTS/div” 檔位所指的數(shù)值與信號(hào)在垂直方向位移的格數(shù)相乘，即為測(cè)得的直流電壓值。高于或低于零電平的電壓分別為正值和負(fù)值。 例：被測(cè)點(diǎn)距基準(zhǔn)電平為1.8格，如 “VDLTS/div” 檔位置于5V/div，則直流電壓為： U=1.85=9V。b交流電壓的測(cè)量如圖2.4.1 ，如果“VDLTS/div” 檔位置于2V/div（此

15、數(shù)值在示波器屏幕顯示區(qū)位置11或18處顯示），屏幕上顯示被測(cè)信號(hào)峰-峰之間的高度為4格，計(jì)算方法為：U峰-峰=24=8V電壓最大值： UM=U峰-峰電壓有效值： U= 如果用光標(biāo)測(cè)量，可將兩條水平光標(biāo)線移到波形兩測(cè)試點(diǎn)，直接從示波器屏幕下方文字顯示讀出電壓值。 c時(shí)間、頻率的測(cè)量 如圖3.1，屏幕顯示被測(cè)信號(hào)一個(gè)周期所占格數(shù)為6格，如果掃描時(shí)間“TIME/div”的檔位在0.5ms/div（此數(shù)值在示波器屏幕顯示區(qū)位置3處顯示），則周期T=60.5=3mS，頻率f=1/T=333HZ。時(shí)間、頻率也可用光標(biāo)測(cè)量，只需將兩條豎直光標(biāo)線調(diào)到信號(hào)一個(gè)周期波形位置，直接從示波器屏幕下方文字顯示讀出周期和

16、頻率值。 d同頻率兩信號(hào)之間相位差的測(cè)量將兩被測(cè)信號(hào)送入CH1和CH2通道，讀出信號(hào)一個(gè)周期所占的格數(shù)為A，兩信號(hào)相應(yīng)點(diǎn)所占的格數(shù)為B，則相位差為 ，如圖3.2，波形一個(gè)周期占6格，兩信號(hào)相應(yīng)點(diǎn)所占的格數(shù)為1格，則相位差 e示波器測(cè)量電流用示波器不能直接進(jìn)行電流測(cè)量，可采用間接測(cè)量法，即測(cè)量被測(cè)支路中已知電阻上的電壓，然后用歐姆定律計(jì)算出電流。若被測(cè)支路中無(wú)電阻元件，需串接一個(gè)小阻值的電阻，此電阻也稱取樣電阻。三、實(shí)驗(yàn)儀器 1SS-7802A型雙蹤示波器2EE1642B1型功率函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3AS2294A型交流電壓表4十進(jìn)制電容箱（RX7-O型 01.111F）5旋轉(zhuǎn)式電阻箱（099999.

17、9）四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1觀察示波器“標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)”波形將CH1或CH2測(cè)試線（紅色夾子）接到示波器“CAL”輸出端。改變觸發(fā)源或調(diào)節(jié)觸發(fā)電平數(shù)值，觀察波形穩(wěn)定情況。波形穩(wěn)定后，用示波器測(cè)出該“標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)”的峰峰值與周期，并與給定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較。測(cè)試值記錄： f= V峰-峰= 2信號(hào)發(fā)生器輸出電壓幅值的測(cè)量將信號(hào)發(fā)生器輸出頻率調(diào)為f = 1KHz，波形選擇正弦波。由小到大調(diào)節(jié)輸出幅值，用示波器和交流電壓表分別測(cè)量，選取3個(gè)不同電壓值記入表3.1，其中最后一次調(diào)為信號(hào)發(fā)生器最大輸出電壓值。由示波器測(cè)量結(jié)果計(jì)算出有效值并與交流電壓表測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，選取一組數(shù)據(jù)畫(huà)出波形圖。表3.1 測(cè)量信號(hào)發(fā)生器輸出

18、電壓幅值記錄測(cè)量次數(shù)123交流電壓表讀數(shù)U最大示波器測(cè)量峰-峰值有效值計(jì)算結(jié)果3示波器測(cè)量信號(hào)的頻率將示波器接入信號(hào)發(fā)生器輸出端，信號(hào)發(fā)生器輸出調(diào)為U峰-峰= 4V，波形選擇方波，頻率分別調(diào)為200Hz、1650Hz、5KHz（由信號(hào)發(fā)生器頻率計(jì)讀出），用示波器測(cè)出該信號(hào)的頻率（采用兩種測(cè)量方法），結(jié)果記入表3.2，選取一組數(shù)據(jù)畫(huà)出波形圖。測(cè)試時(shí)注意觀察垂直耦合方式（DC/AC）改變對(duì)波形的影響，用文字?jǐn)⑹鲎兓^(guò)程。表3.2 示波器測(cè)量信號(hào)頻率記錄信號(hào)發(fā)生器輸出頻率200Hz1650Hz5000Hz方法1：直讀法“TIME/div”檔位一個(gè)周期占有的格數(shù)信號(hào)周期計(jì)算所得頻率方法2：光標(biāo)法t1/

19、t4示波器測(cè)量信號(hào)的相位按圖3.3接線。信號(hào)發(fā)生器輸出頻率f=1KHz、峰-峰值UP-P = 4V的正弦波，用示波器同時(shí)觀察信號(hào)源輸出電壓與電容電壓的波形，調(diào)節(jié)R或C，觀察波形的變化。記錄R=2K,C=0.2F時(shí)觀察到的波形，并測(cè)出它們的相位差。 圖3.3 RC測(cè)試電路注意：信號(hào)發(fā)生器和示波器的接地端需接到一起，否則可能造成電路局部短路。示波器CH1與CH2通道的接地端內(nèi)部是相連的。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)的要求，用坐標(biāo)紙畫(huà)出所觀察的波形，并標(biāo)明示波器垂直電壓分度值和掃描時(shí)間檔位。2歸納示波器使用要點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)四 功率因數(shù)日光燈實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證交流電路的基爾霍夫定律。 了解日光燈電路

20、的工作原理。 了解提高功率因數(shù)的意義和方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備 數(shù)字萬(wàn)用表 一塊 交流電流表 一塊 電學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái) 日光燈管 、鎮(zhèn)流器、電容器、起輝器 各一個(gè)三、實(shí)驗(yàn)原理 日光燈工作原理：日光燈電路由燈管、啟動(dòng)器和鎮(zhèn)流器組成，如圖4-1所示。日光燈：燈管是內(nèi)壁涂有熒光物質(zhì)的細(xì)長(zhǎng)玻璃管，管的兩端裝有燈絲電極，燈絲上涂有受 熱后易發(fā)射電子的氧化物，管內(nèi)充有稀薄的惰性氣體和少量的水銀蒸汽。它的起輝電壓是400500V，起輝后管壓降只有80V左右。因此，日光燈不能直接接在220V電源上使用。 啟輝器：相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，是由一個(gè)充有氖氣的輝光管和一個(gè)小容量的電容器組成。 輝光管的兩個(gè)金屬電極離得相當(dāng)近，當(dāng)

21、接通電源時(shí)，由于日光燈沒(méi)有點(diǎn)亮，電源電壓全部加 在啟動(dòng)器輝光管的兩個(gè)電極之間，使輝光管放電，放電產(chǎn)生的熱量使到“U”形電極受熱趨 于伸直，兩電極接觸，這時(shí)日光燈的燈絲通過(guò)電極與鎮(zhèn)流器及電源構(gòu)成一個(gè)回路。燈絲因有 電流通過(guò)而發(fā)熱，從而使氧化物發(fā)射電子。同時(shí)，輝光管兩個(gè)電極接通時(shí)，電極間的電壓為 零，輝光放電停止，倒“U”形雙金屬片因溫度下降而復(fù)原，兩電極分開(kāi)，回路中的電流突 然被切斷，于是在鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)生一個(gè)瞬間高壓。這個(gè)高感應(yīng)電壓連同電源電壓一起加在燈 管的兩端，使熱燈絲之間產(chǎn)生弧光放電并輻射出紫外線，管內(nèi)壁的熒光粉因受紫外線激發(fā)而 發(fā)出可見(jiàn)光。小電容用來(lái)防止啟燃過(guò)程中產(chǎn)生的雜散電波對(duì)附近無(wú)線

22、電設(shè)備的干擾。鎮(zhèn)流器：它的作用一是在燈管起燃瞬間產(chǎn)生一高電壓，幫助燈管起燃；二是在正常工作時(shí)，限制電路中的電流。 提高功率因數(shù)的意義和方法在電力系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載的有功功率一定，電源電壓一定時(shí)，功率因數(shù)越小，線路中的電流就越大，使線路壓降、功率損耗增大，從而降低了電能傳輸效率，也使電源設(shè)備得不到充分利 用。因此，提高功率因數(shù)具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。在用戶中，一般感性負(fù)載很多。如電動(dòng)機(jī)、變壓器、電風(fēng)扇、洗衣機(jī)等，都是感性負(fù)載其功 率因數(shù)較低。提高功率因數(shù)的方法是在負(fù)載兩端并聯(lián)電容器。讓電容器產(chǎn)生的無(wú)功功率來(lái)補(bǔ) 償感性負(fù)載消耗的無(wú)功功率以減少線路總的無(wú)功功率來(lái)達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 了

23、解日光燈的各部件及其工作原理 按圖4-2接好線路，電容器先不要接入電路。 圖4-2 改善功率因數(shù)實(shí)驗(yàn)電路圖注意：此實(shí)驗(yàn)系強(qiáng)電，一定請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查無(wú)誤后，方可通電實(shí)驗(yàn)。認(rèn)真閱讀常用儀器 儀表的使用說(shuō)明，掌握交流電流表、電壓表和功率表的使用方法。 閉合開(kāi)關(guān)K，測(cè)量燈管兩端的電壓U，鎮(zhèn)流器兩端的電壓U，電路中的電流I，各元件的功率和總功率，并將數(shù)據(jù)填入表4.1中。 將電容器C=10F接入線路，再次測(cè)量上述數(shù)據(jù)并記入表4.1中。表4.1改善功率因數(shù)測(cè)量表 IULUDUPPDPLIC并聯(lián)C前 0并聯(lián)C后 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 從測(cè)量數(shù)據(jù)中求出日光燈電阻、鎮(zhèn)流器電阻、鎮(zhèn)流器的電感和并聯(lián)電容的數(shù)值。 驗(yàn)證基爾霍夫定

24、律。 并電容后，功率因數(shù)有何變化?要使功率因數(shù)提高到1，應(yīng)并聯(lián)多大電容? 此電路是過(guò)補(bǔ)償還是欠補(bǔ)償?為什么? 可否用串聯(lián)電容的方法來(lái)提高感性負(fù)載的功率因數(shù)? 并聯(lián)電容后電路總電流I應(yīng)變大還是變小?試用相量圖來(lái)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)五 電器的識(shí)別與繼電器工作電壓的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉一些常用的控制電器和保護(hù)電器。2. 熟悉常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、型號(hào)規(guī)格及使用方法。3. 掌握交直流電壓繼電器的吸合電壓和釋放電壓的整定方法。4. 學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)線路的接法和控制線路的連接。5. 培養(yǎng)電氣線路安裝操作能力。二、實(shí)驗(yàn)器材1. 刀開(kāi)關(guān)（1個(gè)）、按鈕（1個(gè)）、熔斷器（2個(gè)）、調(diào)壓器（1個(gè)）、接觸器（1個(gè)）、空氣阻尼

25、式時(shí)間繼電器（1個(gè)）、電動(dòng)機(jī)（1臺(tái)）和萬(wàn)用表（1個(gè)）等。2. 連接導(dǎo)線若干。三、實(shí)驗(yàn)原理和線路圖5-1 繼電器調(diào)壓電路四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、常用低壓電器的結(jié)構(gòu)及原理分析。通過(guò)對(duì)電器的拆裝，了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，如觸電系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程、常開(kāi)常閉觸點(diǎn)的動(dòng)作順序、觸點(diǎn)彈簧的作用；時(shí)間繼電器通電延時(shí)與斷電延時(shí)的轉(zhuǎn)換等。2、返回系數(shù)的測(cè)量。（1）接線前將刀開(kāi)關(guān)手柄與電源斷開(kāi)，在斷電狀態(tài)下連接線路。（2）按照實(shí)驗(yàn)圖1來(lái)連接各個(gè)電器。接線按照主回路、控制回路分步來(lái)接；接線的次序按照自上而下，從左到右來(lái)接；先主后輔的基本原則。接線盡可能的整齊、清晰、能用短線的地方，就用短線連接，便于檢查。在連接的地方，使接

26、點(diǎn)盡可能的牢固、可靠。（3）自己檢查線路是否按照線路連接，確保無(wú)誤。注意：將調(diào)壓器的輸出電壓先調(diào)到最低（即輸出為零）?。?）接完線以后須經(jīng)指導(dǎo)老師檢查線路后，方可接通電源。（5）慢慢調(diào)大調(diào)壓器的輸出電壓，觀察接觸器的動(dòng)作情況，將電壓調(diào)到最大（250V）。（6）慢慢調(diào)小調(diào)壓器的輸出電壓，觀察接觸器的動(dòng)作情況，做好數(shù)據(jù)記錄，得出結(jié)果，返回系數(shù)K釋放電壓 / 吸合電壓。（7）實(shí)驗(yàn)完畢后，先關(guān)電源（斷開(kāi)QG），然后才能拆除接線，并清點(diǎn)、整理實(shí)驗(yàn)器材。五、預(yù)習(xí)要求1. 認(rèn)真準(zhǔn)備，建立安全操作的概念，保證人身和設(shè)備的安全。2. 實(shí)驗(yàn)之前，熟悉各元件的特性。3. 讀懂實(shí)驗(yàn)電路圖，掌握電路工作原理。4. 對(duì)實(shí)

27、驗(yàn)步驟有一定的了解，以便實(shí)驗(yàn)中的安全，按時(shí)的完成任務(wù)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 按照一定的格式書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2. 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，敘述實(shí)驗(yàn)操作步驟。實(shí)驗(yàn)六 三相異步電動(dòng)機(jī)的繼電接觸器控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路的接線、查線和操作。2學(xué)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的接線、查線和操作。二、實(shí)驗(yàn)器材1刀開(kāi)關(guān)（1個(gè)）、隔離開(kāi)關(guān)（1個(gè)）、按鈕（3個(gè)）、熔斷器（2個(gè)）、調(diào)壓器（1個(gè)）、交流接觸器（2個(gè)）、電動(dòng)機(jī)（1臺(tái)）和萬(wàn)用表（1個(gè)）等。2連接導(dǎo)線若干。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說(shuō)明1 電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路 在三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組連向三相電源的主電路中接有隔離開(kāi)關(guān)QS，熔斷器FU，接觸器的主觸點(diǎn)KM

28、，以及熱繼電器FR的發(fā)熱元件。而接觸器KM的線圈則與起動(dòng)按鈕SB2，停止按鈕SB1及熱繼電器FR的動(dòng)斷觸點(diǎn)串聯(lián)后接到電源上構(gòu)成控制電路，如圖6-1所示。容量較小的異步電動(dòng)機(jī)通?？捎媒佑|器進(jìn)行直接起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，先合上隔離開(kāi)關(guān)QS接通電源，然后再按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器線圈KM通電，于是接觸器的三對(duì)動(dòng)合主觸點(diǎn)KM閉合而使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。與起動(dòng)按鈕并聯(lián)的接觸器動(dòng)合輔助觸點(diǎn)KM也同時(shí)閉合，將起動(dòng)按鈕的動(dòng)合觸點(diǎn)短接，當(dāng)起動(dòng)按鈕松開(kāi)后，接觸器的線圈仍能通電，從而保證電動(dòng)機(jī)能繼續(xù)正常工作。這種利用接觸器本身的動(dòng)合輔助觸點(diǎn)使其線圈保持通電的作用稱為“自鎖”作用，而該輔助觸點(diǎn)也就稱為自鎖觸點(diǎn)。按下停止按鈕S

29、B1，接觸器線圈斷電，所有KM觸點(diǎn)都斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)就停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 如果將控制電路中的自鎖觸點(diǎn)拆除，則可對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)行點(diǎn)動(dòng)控制，這時(shí)按下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，電動(dòng)機(jī)就運(yùn)轉(zhuǎn)，松手時(shí)就停轉(zhuǎn)。 電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果發(fā)生突然停電或電壓嚴(yán)重下降的情況，接觸器線圈KM將失電而斷開(kāi)所有動(dòng)合觸點(diǎn)。一旦電源恢復(fù)供電，電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行起動(dòng)，必須按一下才能重新起動(dòng)SB2，因而不會(huì)造成人身和設(shè)備事故。由此可見(jiàn)采用接觸器控制的線路，具有失壓和欠壓保護(hù)作用。 在主電路中接有三個(gè)熔斷器FU，是作電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)用的。另外還串聯(lián)熱繼電器FR的三個(gè)發(fā)熱元件，由于熱繼電器的整定電流等于電動(dòng)機(jī)額定電流，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，電流超過(guò)額定值，經(jīng)過(guò)一段

30、時(shí)間，熱繼電器因發(fā)熱元件過(guò)熱而使與接觸線圈KM串聯(lián)的動(dòng)斷觸點(diǎn)FR斷開(kāi)，線圈KM斷電之后使所有動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，從而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，達(dá)到過(guò)載保護(hù)的目的。 以上所討論的控制線路只適用于工作時(shí)不需電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，如泵和鼓風(fēng)機(jī)等。 3 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 吊車(chē)或某些生產(chǎn)機(jī)械的提升機(jī)構(gòu)需要作左右上下兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，拖動(dòng)它們的電動(dòng)機(jī)必須能作正、反兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)。由異步電動(dòng)機(jī)的工作原理可知，要使它反向旋轉(zhuǎn)只需對(duì)調(diào)定子三根電源線中的任意兩根，以改變定子電流的相序即可。為此要對(duì)異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制，需要用兩只接觸器，控制電路如圖6-2所示。 從6-2圖中主電路可見(jiàn)，若正轉(zhuǎn)接觸器KMF主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，

31、若KMF主觸頭斷開(kāi)而反轉(zhuǎn)接觸器KMR主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)的三根電源線中有兩根對(duì)調(diào)，因而反向旋轉(zhuǎn)。不難看出，若正、反轉(zhuǎn)接觸器主觸點(diǎn)同時(shí)閉合，將造成電源二相短路。 在控制電路中，正反轉(zhuǎn)接觸器的吸引線圈有各自的起動(dòng)按鈕與自鎖觸點(diǎn)。此外在線圈KMF的電路中串有KMR的一對(duì)動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)，而在線圈KMR的電路中也串有KMF的一對(duì)動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)。這樣當(dāng)按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SBF時(shí)線圈KMF通電，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，并且完成自鎖作用。按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SBR，線圈KMR亦不能通電，因而就排除了造成電源短路的可能性。同樣在接通線圈KMR通電期間，線圈KMF也不能接通電源。這種依靠各自一對(duì)動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)使得一個(gè)接觸器通電時(shí)另一個(gè)接觸器無(wú)法同時(shí)接通的作用稱作電氣聯(lián)鎖。而用于此目的的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)就稱為聯(lián)鎖觸點(diǎn)。要使電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)變成反轉(zhuǎn)，首先要正轉(zhuǎn)接觸器KMF斷電，使與線圈KMR串聯(lián)的聯(lián)鎖觸點(diǎn)（正轉(zhuǎn)接觸器KMF的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)）重新閉合，才有可能使線圈KMR通電。也就是說(shuō)在正轉(zhuǎn)接觸器KMF通電時(shí)，必須先按停車(chē)按鈕SB1使KMF失電，而后按反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SBR使反轉(zhuǎn)接觸器KMR通電。 如果將上述線路中與按鈕SBF、SBR并聯(lián)的自鎖觸點(diǎn)KMF、KMR拆除，則可作為正反轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)控制，點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)可不用停車(chē)按鈕SB1。四、實(shí)驗(yàn)步驟1異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制實(shí)驗(yàn) 按圖6-1所示線路接線，先接主電路，再接控制電路。接