電工學實驗指導書彙總

2022-11-24 20:05:32 字數 4250 閱讀 3416

武漢科技學院

二00六三月

實驗一直流電路實驗 1

實驗二正弦交流電路的串聯諧振 4

實驗三功率因數的提高 6

實驗四三相電路實驗 9

實驗五微分積分電路實驗 12

實驗六三相非同步電動機單向旋轉控制 14

實驗七三相非同步電動機正、反轉控制 16

實驗八單相橋式整流和穩壓電路 18

實驗十一整合運算放大器的應用 24

實驗十二組合邏輯電路 26

實驗十三移位暫存器 29

實驗十四十進位制計數器 33

一、實驗目的:

1.驗證基爾霍夫定律

2.研究線性電路的疊加原理

3.等效電源引數的測定

二、實驗原理:

1.基爾霍夫定律是電路理論中最重要的定律之一,它闡明瞭電路整體結構必須遵守的定律,基爾霍夫定律有兩條即電流定律和電壓定律。

電流定律:在任一時刻,流入電路中任一節點的電流之和等於流出該節點的電流之和,換句話來說就是在任一時刻,流入到電路中任一節點的電流的代數和為零,即∑i=0。

電壓定律:在任一時刻,沿任一閉合迴路的循行方向,迴路中各段電壓降的代數和等於零,即

∑u=0。

2.疊加原理:n個電源在某線性電路共同作用時,它們在電路中任一支路中產生的電流或在任意兩點間所產生的電壓降等於這些電源單獨作用時,在該部分所產生的電流或電壓降的代數和。

三、儀器裝置及選用元件箱:

1.直流穩壓電源 gds----02 gds----03

2.常規負載 gds----06

3.直流電壓表和直流電流表 gds----10

四、實驗步驟:

1.驗證基爾霍夫定律

按圖1—1接線,(us1、us2分別由gds---02,gds---03提供)調節usi=3v,us2=10v,然後分別用電流表測取表1—1中各待測引數,並填入**中。

2.研究線性電路的疊加原理

⑴ 將us2從上述電路中退出,並用導線將c、d間短接,接入us1,仍保持3v,測得各項電流,電壓,把所測資料填入表1—2中;

⑵ 關斷us1,並退出電路,用導線將a、f短接,拆除cd間短接線並將us2重新接入原電路,使us2保持10v,測得各項電流、電壓,填入表1—2中。

表1--1

表1--2

3.測定等效電源的引數

根據戴維南定理可以將圖1—2方框中的元件組合視為一個等效電源,其等效電動勢eo 和電阻 ro可按下面方法確定:

⑴ 測等效電動勢eo

將圖1—2中的 us2從電路中退出,讓cd間開路,us1調至3v,測cd的開路電壓,這就是等效電動勢eo,填入表1—3中。

⑵ 測等效內阻ro

將us1退出,用導線將af短接,將us2接入並調至10v,測取ibc填入表1—3中,此時ro=us2/ibc。

表1—3

五、分析與討論:

1. 實驗結果是否完全符合基爾霍夫定理和疊加與原理?若有誤差試說明原因?

2. 還有什麼方法能測量等效電源的內阻?

一、實驗目的:

1.瞭解r、l、c元件的頻率與阻抗的關係;

2.加深理解r、l、c元件端電壓與電流間的相位關係;

3.熟悉低頻訊號發生器及常用電子儀器。

二、儀器裝置及選用組建箱:

1.訊號發生器 gds----04

2.常規負載 gds----09 gds----06

3.可變電阻

4.示波器

5.電晶體毫伏表

三、實驗步驟:

1. 觀察r、l、c各元件電壓與電流的相位。

⑴ 將gds----06的取樣電阻1kω、56ω低頻訊號發生器的輸出端和雙蹤示波器的ya、yb相連組成電路。調節低頻訊號發生器的輸出電壓為1v,頻率為200hz,繪出電阻兩端的電壓波形圖。

⑵ 將電感元件置換成1kω電阻後,仍保持低頻訊號發生器輸出電壓為2v,頻率為200hz,繪出電感元件的電壓波形圖。

⑶ 將一個2微法或2.5微法電容置換電感元件l,重複上述步驟。

2. 觀察串聯諧振

將r、l、c三元件組成串聯電路如圖2—1所示,調節低頻訊號發生器輸出電壓為1v,

逐步改變頻率(電壓保持不變),將對應的頻率、電壓,記入表2-1中。

表2-1單位:hz、 ma、 v

四、分析與討論:

1.繪出r、l、c各元件電壓與電流的波形圖。

2.繪出串聯電路的阻抗、電流隨頻率變化的特性曲線,並作出諧振時電路的電壓和電流的相量圖。

3.計算空心線圈的電感量l及品質因數q。

一、實驗目的:

1.研究感性負載並聯電容提高功率因數的方法,進一步領會提高功率因數的實際意義;

2.學會聯接日光燈電路,並瞭解日光燈電路各部件的作用;

3.學會使用功率表。

二、儀器與裝置:

1. 電源控制屏 gds----01

2. gds---09

3. gds---11

4. gds---12

5. 功率因數表

三、實驗步驟:

1. 按圖3—1接好線路,k1、k2、k3先斷開;

2. 經檢查無誤後,送電待日光燈啟動完畢,正常執行後讀取功率p和支路電流i,記表

3—1;

3. 合上k1,重複2,合上k2重複2,合上k3重複2。

圖3—1

表3—1

四、分析與討論:

1. 從表3—1中的資料中,你發現p、i、ic、il中那些是電容量的變數,那些是常量?

2. 並聯電容器後,功率因數是否提高?是否併入電容越大越好?

3. 串聯電容也能使功率因數提高,但為什麼不採用此法?

附註:日光燈和它的工作工作原理

日光燈由燈管、鎮流器和起輝器三部分組成。

燈管:是一根玻璃管,內壁均勻塗有薄薄一層螢光物質,管的兩端是燈絲,管內抽成真空有水銀蒸氣和氬氣,接上電源後,燈絲通過起輝器和鎮流器構成閉合電路,這時電流使燈絲預熱。當起輝器跳開,通過鎮流器的電流突然中斷,於是它產生一個很高的感應電壓(500伏左右,甚至更高),加在管子兩端,使管子產生輝光發電,激出螢光。

起輝後,管子兩端的電壓只有80左右,其餘電壓降在鎮流器上,因此,日光燈管不能直接接在220伏電源上,必須與相應的鎮流器配套使用。

起輝器:是一個自動開關‘它有兩個電極’一個是固定片,另一個是用雙金屬片做成的動片,一起封裝在一個玻璃泡內,並充以惰氣。玻璃泡外面還有一個小電容器,和泡內兩電極並聯著,為的是防止電極由通到斷開時產生的電火花燒壞電極和對無線電裝置的干擾。

兩電極間未加電壓時是斷開的,當電源電壓加上後,產生輝光放電,雙金屬片受熱膨脹兩極接通起到預熱燈絲的作用。電極接通後,輝光消失,雙金屬片冷卻,恢復原狀,電極斷開,使鎮流器產生脈衝高壓,使日光燈管產生輝光放電而發光。

鎮流器:是一個帶鐵芯的電感線圈,在起輝器觸頭斷開時,通過它的電流突然變化到零。

由電磁感應定律 el 可知,將產生一個高電壓加在燈管兩端,使燈管起輝。這時電流通過燈管內部和鎮流器聯成通路,電路進入穩定工作狀態後,鎮流器起降壓和限流的作用。由於鎮流器是一個大電感負載,因而日光燈電路的功率因數很低,只有0.

5左右。

一、實驗目的:

1.瞭解三相平衡負載作星形聯接時線電壓和相電壓的數量關係;

2.瞭解三相不平衡負載作星形聯接時中線的作用;

3.瞭解三相平衡與不平衡負載作三角形聯接時,線電流與相電流的關係。

二、實驗原理說明:

將三相對稱燈泡負載(每相三個燈泡)各相的一端u2、v2、w2聯結在一起,形成中點。各相的另一端(u1、v1、w1)則分別接至三相電源即為星形聯結,這時相電流等於線電流,線電壓是相電壓的倍 。由於三相電源電壓對稱,因此三相電流也對稱,電源中點與負載中點之間的電壓為零。

如用中線將兩中點聯結起來,中線電流也等於零。當負載不對稱時,則中線就有電流流過,這時如將中線斷開,三相負載的各相電壓的大小不相等,此狀況應避免出現。

三、儀器與裝置:

1.電流控制屏 gds-01 1塊

2.三相負載 gds-08 1塊

3.交流電壓表個

4.交流電流表個

四、實驗步驟:

先將gds—01上的單調、聯調開關置於三相聯調狀態,調節三相電壓為120v;

1.星形聯接

(1)將gds—08實驗箱上的三相負載按星形接法聯接,並接至gds—01上三相電壓輸出端子u、v、w、n;

(2)測三相負載對稱時,有中線情況下各線電壓,uab、ubc、uca相電壓ua、ub、uc各線電流ia、ib、ic、in ;

(3)三相負載對稱,將中線拆除,測各線電壓,相電壓,線電流,相電流及負載中點與電源中點之間的電壓;