电工技术实验报告.docx

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电工技术实验报告

实验一：

认识实验

一、实验目的

1、熟悉电工实验室管理制度，严格执行操作规程。

2、掌握DGJ-3型电工实验装置的基本使用方法。

3、正确使用电压表、电流表和万用表。

二、实验设备和器材

1、直流电压源（0-30伏）一路

2、直流电压表（0-200伏）一台

3、直流毫安表（0-2000毫安）一台

4、万用表（MF-47型）一台

5、电阻箱（0-99999．9欧）一个

6、导线若干

三、实验原理

1、根据欧姆定律U=IR,只要测出通过一电阻的电流I和其两端的电压U，即可求出其阻值R，这就是伏安法测电阻。

2、根据闭合电路的欧姆定律I=E/（R+r），未知电阻R与电路电流I有一一对应关系，这就是欧姆表的工作原理。

四、实验步骤与数据分析

1、掌握DGJ-3型电工实验装置电源的开关、启动和停止方法，直流电压源的使用方法，及装置中仪表、元件和电路的布局。

2、用伏安法测标称值为“50欧”的电阻器的电阻，电路采用电流表内接，改变电压、电流的数值，连测3次，最后求电阻的平均值。

3、用万用表的欧姆档的不同倍率测标称值为“200欧”的电阻器的阻值，填入表中，总结出减小测量误差的方法。

五、实验思考题

1、用伏安法测电阻时，什么情况下采用电流表外接法什么情况下采用电流表内接法这样做的目的是什么

答：

当待测电阻的阻值（需先估测）与电流表的内阻相比较小时，用电流表外接法；当待测电阻的远大于电流表的内阻时，用电流表内接法。

这样做的目的是为了减小实验误差。

2、用万用表测电阻时，应如何正确选择倍率档

答：

为了减小测量误差，选择倍率档时应该使指针在中间刻度附近。

在测未知电阻的阻值时，应选不同的倍率档试测，最后选择指针最接近中间刻度的读数作为最终的测量值。

实验二:

电源电动势和内阻的测定

一、实验目的

1、利用闭合电路的欧姆定律测电源电动势和内阻。

2、学会用平均值法求待测量。

3、熟悉DGJ-3型电工技术实验装置的使用方法。

二、实验设备和器材

1、电压源（0-30V/1A）一台

2、直流毫安表（0-2000mA）一只

3、电阻箱（Ω）一台

4、变阻器（1KΩ/5W）一只

5、万用表一只

三、实验原理

根据闭合电路的欧姆定律，端电压U与电动势E和内阻r之间的关系为U=E-Ir.改变负载的大小，可得到两组不同的U、I值。

解方程组

U1=E-I1r

U2=E-I2r

即可求得E和r

四、实验步骤与数据分析

1、调节电压源的电压为9V，电阻箱电阻为51Ω，直流毫安表量程取0-2000mA，变阻器旋至最大值。

2、按下图连接好电路。

3、接通电源，改变R的阻值，用万用表的直流电压档测出两组不同的U1、U2及对应的电流值I1、I2，计算出E和r。

4、改变R的阻值，重做步骤3两次，将三次求得的E和r取平均值作为实验的测得值。

五、实验思考题

1、用直流电压表、电流表测电压和电流时，应注意什么

答;首先选择合适的量程，保证所测电压、电流在量程所测范围之内；其次应正确接线，保证电路中的高电位点与电表的“+”相接，低电位点与电表的“—”相接。

2、在本实验中，为什么要把电压源E与电阻箱r串联后作为一个整体看成是待测电源

答：

因为实际电源的内阻很小，直接测量会有较大的误差。

给电压源串联电阻后，相当于增大了电源的内阻，这样便于测量数值，也可减小实验误差。

实验三：

验证基尔霍夫定律

一、实验目的

1、验证基尔霍夫定律，加深对其理解。

2、通过实验加深对参考方向的理解。

二、实验设备和器材

1、直流可调稳压电源：

0-30V，两路。

2、万用表：

1只。

3、直流数字电压表：

0-30V，一只。

4、直流数字电流表：

0-2000mA，一只。

5、基尔霍夫定律实验电路板：

1块。

6、导线若干。

三、实验原理

根据基尔霍夫定律，沿闭合回路循行一周，回路中各段电压的代数和为零，即∑U=0；通过各节点的电流的代数和为零，即∑I=0。

用电压表测出回路中各段电压，用电流表测出各支路电流，通过计算即可验证基尔霍夫定律。

四、实验步骤与数据分析

1、按图连接好电路，将U1调到6V、U2调到12V，检查无误后接通电源。

2、用电压表分别测出AB、BC、CD、DE、EF、FA、AD各段的电压，填入表中；用电流表分别测出各支路的电流I1、I2、I3的值，填入表中。

3、U1=6V不变，将U2调为9V，重做上述试验。

4、计算两个网孔各段电压及节点电流是否符合基尔霍夫定律。

（1）U1=6V、U2=12V时

对网孔ADEFA，有

UAD+UDE+UEF+UFA=

对网孔ABCDA,有

UAB+UBC+UCD+UDA=-

对节点A有

I1+I2-I3=

（2）U1=6V、U2=9V时

对网孔ADEFA，有

UAD+UDE+UEF+UFA=

对网孔ABCDA,有

UAB+UBC+UCD+UDA=

对节点A有

I1+I2-I3=

五、实验思考题

1、利用基尔霍夫定律解题时，电压出现负值的含义是什么

答：

利用基尔霍夫定律解题时，必须先选定电压、电流的参考方向，才能列出方程。

如果电压的实际方向与参考方向相同，求得结果即为正值；如果相反，求得结果即为负值。

2、在验证基尔霍夫定律时，如何确定电压的正负

答：

在验证基尔霍夫定律的实验中，仍然要先选定电压的参考方向。

在利用数字电压表测电压时，应将电压表的正极接参考极性的正极，电压表的负极接参考极性的负极。

如果此时电压表的读数为正即记为正值，读数为负即记为负值。

实验四、日光灯电路及功率因数的研究

一、实验目的

1、掌握日光灯电路的接线，了解日光灯的工作原理。

2、理解改善功率因数的意义并掌握其方法。

3、进一步了解交流电路各部分电压、各支路电流之间的关系。

4、掌握功率表的使用方法。

二、实验设备和器材

1、日光灯电路实验板：

1块

2、交流电压表0—500伏：

1块

3、交流电流表0---5安：

1块

4、多功能单相功率表：

1块

5、电容器：

1微法、微法、微法/500伏各1个

6、万用表：

1块

7、连接导线：

若干

三、实验原理

利用与感性负载并联电容器可以提高功率因数的原理，在日光灯电路两端并联上一只电容，以减小电流、电压间的相位差，达到提高功率因数的目的。

四、实验步骤与数据分析

1、按下图连接好电路

2、在未并联电容的情况下，慢慢调节变压器点亮日光灯，至正常发光，测出电路的电流、灯管两端的电压、总电压、有功功率及功率因数。

3、保持总电压不变，分别并入1微法、微法、微法的电容，分别测出总电流、灯管电流、电容电流、灯管电压、有功功率、功率因数。

4、将测出的有关数值填入下表中，并进行比较分析。

五、实验思考题

1、为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性负载上的电流和功率是否改变

答：

根据并联交流电路电流之间的相量关系可知，当并联电容器使电路功率因数增大时，总电流减小。

此时的感性负载，因其两端的电压并未发生改变，所以它的电流及功率都不发生改变。

2、提高电路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联电容器法所并入的电容器是否越大越好

答：

提高电路功率因数的前提是不改变原电路的工作状态，只有采用并联电容器法才能满足这一条件。

根据感性负载并联电容器后的相量图可知，当并联电容器的数值超过一定限度时，会出现电流超前电压的情况，此时随着电容器数值的增大，功率因数反而会减小，达不到提高功率因数的目的。

实验结果也证明并入的电容器也不是越大越好。

实验五：

RLC串联谐振的研究

一、实验目的

1、测定RLC串联电路的谐振频率

2、画谐振曲线，理解品质因数的意义

二、实验设备和器材

1、函数信号发生器一台

2、交流毫伏表一只

3、频率计一只

4、谐振电路实验板一块

三、实验原理

对RLC串联电路，当ωL=1/ωC时，发生谐振，此时ω叫串联谐振的角频率，用ω0表示。

发生谐振时电路呈纯电阻性，电路电流最大。

品质因数Q=ω0L/R越大，谐振曲线越尖锐，对非谐振电流的抑制能力越强。

四、实验步骤与数据分析

1、将RLC串联电路实验板（L=30mH，C=，R=200Ω）与信号发生器按图连接，使信号发生器的输出电压为Ui=3v。

2、保持信号发生器的输出电压不变，不断改变其频率，使电阻上电压达到最大，该电压即为谐振时电压，此时频率计的示数即为电路的谐振频率f0.测出此时的uC、uL值。

品质因数Q=uL/ui=

3、保持上述各参数不变，由小到大调节电压频率，测出不同频率下的电阻电压（在f0两旁各取4个值），填入下表中。

4、根据表中数据画谐振曲线。

五、实验思考题

1、改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率

答：

由

可知，改变

、

、

的数值均可使电路发生谐振。

谐振频率与

无关，

的数值改变不会影响谐振频率，但影响品质因数的值。

2、电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能过大

答：

串联谐振的特点是小激励电压可获得大电压相应。

如果输入电压过大，

和

上就会有更高的电压，使电路元件击穿或烧毁，从而造成设备损坏。

实验六三相异步电动机的正反转控制

一、实验目的

1、了解交流接触器、热继电器和按钮的结构及其在控制电路中的应用。

2、学习异步电动机正反转控制电路的连接。

3、学习用万用表检查控制电路的方法。

二、实验设备和器材

1、三相异步电动机（JW6314,180W）1台

2、交流接触器（CJ10-10,380V）2台

3、热继电器（JR0-20/3）1个

4、按钮（BT-3）1套

5、三相负荷开关（380V16A）1个

6、万用表（500型）1个（自备）

7、三相四芯插头电源线1套

三、实验原理

将交流接触器主触点接在主电路中，对电动机起接通或断开电源的作用，线圈和辅助触点接在控制电路中，可按自锁或互锁的要求来联接，亦可起接通或断开控制电路某分支的作用。

对热继电器，当电动机长期过载时，主电路中的发热元件通过感受元件使接在控制电路中常闭（动断）触点断开，因而接触器线圈断电，使电动机主电路断开，起到过载保护作用。

在电路中适当连接交流接触器和热继电器，可实现对电动机的正反转控制和保护。

四、实验步骤与数据分析

1、在断开电源的情况下，用万用表的欧姆档检查上述各种电器的常开（动合）、常闭（动断）触点及线圈等对应的接线柱，看是否连接良好，并测出接触器线圈的电阻值。

检查接触器常开（动合）和常闭（动断）触点时可用手将其动铁芯反复按下和松开，若触点接触良好，则应无接触电阻。

2、按下图连接好异步电动机正反转控制电路

3、在断开电源开关S不接电机的情况下，分别按下正、反转起动按钮，用万用表电阻档测量控制电路两端的电阻值，应分别等于正、反转交流接触器线圈的阻值，否则控制电路有短路或断路（注意切勿带电检查），应查明其原因。

4、控制电路实验：

经指导老师检查无误后，在未接电机的情况下，接通电源开关S，分别按下SBSTP、SBSTF和SBSTR,观察各电器的工作状态是否正常，并检查正、反转连锁作用是否符合要求。

如属正常，将电路恢复到静止状态，否则应查找原因。

5、主电路实验：

检查主电路接线无误后，接好电动机，接通电源开关S，按下起动按钮SBSTF，观察电动机转动情况，若正常，可按停止按钮SBSTP，观察电动机转向。

再按SBSTR，电动机应该改换转向，若正常，按SBSTP并断开电源开关S。

五、实验思考题

1、电动机稳运行时，按下停止按钮后，立即按下反向启动按钮，这样的操作是否可以有什么问题

答：

由于按下反向启动按钮后电压相序反了，定子旋转磁场方向也反了，而转子由于惯性继续按原方向旋转，这时转矩方向与电动机旋转方向相反，转子相对于旋转磁场的转速较大，转子绕组中的感应电动势和感应电流都很大，能耗较大，在实际操作中应尽量避免。

2、在电动机正反转控制线路中，为什么必须保证两个接触器不能同时工作采用哪些措施可以解决此问题

答：

由电动机正反转控制线路可以看出，如果两个接触器同时工作，将会造成L1、L3两相电源短路，引起严重事故。

通过给正转接触器、反转接触器互相串接对方一个常闭辅助触点，实现互锁，可以避免发生上述事故。