电工电子技术实验任务书(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-09-16 05:36:30

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作者:辛永哲 郭淑清 主编

出版社:北京理工大学出版社

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电工电子技术实验任务书

电工电子技术实验任务书试读:

前言

“电工电子技术”是高等院校非电类工程专业的技术基础课程,其中实验教学是重要组成部分。本教材根据国家教育部高等院校电子电气基础课程教学指导委员会《电工学教学基本要求》的实验教学方面的有关规定,结合各院校、各个专业的教学要求与特点,特编制了本实验任务书。

以往的“电工电子技术”课程实验指导书主要以实验指导为宗旨,虽然它在提高学生实验技能、完成实验任务等方面起了很重要的作用,但通过多年的教学实践发现,单纯的实验指导书已经不能全面满足当今高等教育对实验教学的要求,因此,我们以提高学生的实验技能为目的,以提高教学质量为宗旨,改变传统实验教学指导形式,设计出了全新的电工学实验教材——电工电子技术实验任务书。

本实验任务书的主要特点是将实验预习、实验指导、实验考核和实验报告等整个实验过程融为一体,是一种全新理念、全新架构的新式实验教材。通过十多年的教学实践证明,本教材可以提高学生对实验课程的重视程度,使学生认真对待每个实验环节,真正达到提高实验效果的目的。其中实验考核形式具有考核实验的全面性、规范性、可操作性以及一定的公正性。虽然实验任务书表面上增加了一些环节,似乎增加了学生的负担,但因减少了以往大量的重复抄写等环节,提高了学习效率,提升了实验效果。

结合高等院校各专业设置情况,并考虑到教学条件和教学要求的差异,实验任务书中的实验项目分成两部分,一部分是电工技术(共五个实验),另一部分是电子技术(共五个实验)。各院校可根据各自专业大纲要求,按照实验学时选定相应的实验项目。

本书由辛永哲(北华大学)、郭淑清(北华大学)担任主编,汪兴(北华大学)、全恒光(吉林铁道职业技术学院)、车长今(北华大学)担任副主编。

由于编者水平有限,编写时间仓促,书中不妥之处,恳请读者批评指正。编者第一部分实验要求与注意事项一、实验预习

实验能否进行得顺利,能否达到预期效果,在很大程度上取决于预习是否充分,效果是否良好。每次实验前,学生应按任务书的预习要求,充分准备,否则实验将事倍功半,而且有损坏仪器设备或发生人身事故的危险。为了确保预习效果,每次实验前指导教师将对学生的预习情况进行口头或书面检查。凡没有达到预习要求的学生暂不能参加或停止本次实验。

预习要求:(1)明确实验要达到的目的,掌握实验的基本原理。(2)了解实验仪器设备的使用方法以及注意事项等,特别要警惕易损仪器设备的使用方法。(3)认真解读实验电路,预先考虑如何正确无误地完成接线。虽然电路接线无定式,但每个电路都有其规律和特点。要勇于探索,善于总结,使接线能力迅速提高。(4)应预知本次实验测量数据的大致范围,哪些是需要测定的数据和哪些是间接计算得到的数据,以及计算公式。应预先考虑实验结果的规律性和及时判断测量数据是否正确。(5)根据实验的要求,或预先设计具体的实验电路,或根据实验给出的参数,预先选择好仪器设备的量程和额定值。(6)按实验预习要求的内容逐项认真填写(其中包括预先完成的计算数据,供实验参考)。二、实验操作1. 实验人员的工作分配

为了达到良好的实验效果,每个实验小组人数一般不超过2人。同组人员要合理分工和协调配合,以养成良好的实验习惯。实验过程中的连接电路、检查电路、读取数据、记录数据等实验操作工作,尽量由组员轮流担任,以使每一位学生都有全面训练、实践的机会。遇到复杂电路时,可由组员分别负责连接其中的一部分,然后对调检查。2. 电路的连接

为了能在规定的时间内顺利完成实验的全部任务和掌握正确的接线习惯,还应掌握连接电路的正确方法和接线技巧。

电路的连接可按下列原则和顺序进行:(1)连接电路前,要事先掌握仪器、仪表的使用方法和连接方法,明确各段线路中应该连接的电器、仪表等。(2)合理安排电器、仪表的位置,既整齐美观、易于连接,又操作简单、读数方便以及安全,同时还使操作者在操作时能够观察到各种仪表的反应情况。(3)一定要培养严格按电路图连接电路和检查电路的习惯。(4)电路连接应尽量简单、整齐,尽量达到几乎不用动手就能检查整个电路。这样在必要时,也为使用仪表检查电路提供方便。(5)先连接主电路,例如连接单相电路时,先从电源的一端出发,顺次下去,最后回到电源的另一端,把主要的串联电路连接成闭合回路。其次连接各并联回路,如伏特计和瓦特计的电压线圈等。检查电路时也应按这样顺序进行。(6)主电路和电流大的电路用粗导线连接。(7)电路的走线位置要合理,导线的粗细长短要合适。导线太长,会使电路不清楚,检查不方便;导线太短会使仪器彼此牵扯,导线容易被拉脱而与其他接线头碰接引起事故。接线柱要接触良好并避免连接三根以上导线,可将其中一些导线分散到同电位的其他接线柱上。(8)接线完毕后,要养成自检的习惯,自检无误后,请指导老师复查,经允许方可接通电源。(9)实验结束后的接线练习,如需通电也要经指导教师检查通过。3. 观察现象,测定数据(1)电路接电源前,应检查各仪表指针是否在应有的位置上(如零位),否则应加以调整,以免在测量时发生误差。(2)电路在接通电源后,不要马上测量数据,而应首先将实验过程操作一遍,观察现象的全部变化情况以及各仪表读数的变化范围,然后逐项进行实验,记录数据。(3)测量某一组数据时,应尽可能在同一瞬间读取各仪表的数据,以免由于电源电压等参数变化而引起误差。(4)读取数据时应力求准确,但也没必要花费过多时间用于测量数据;虽然测量数据固然重要,但在实验过程中观察和理解所发生的现象也同样重要,并且熟悉电器、电动机、电气线路的基本结构和掌握它们工作原理以及使用方法,否则达不到实验的目的。(5)完成数据测量后,先自行判断数据是否正确(如与预习的计算结果进行比较),并请指导教师审核。然后方可更改或拆除线路,以免因数据错误,重新接线,花费不必要的时间。三、安全及注意事项1. 人身安全

电工实验所需电压超过安全电压范围,操作不当容易造成人身伤害,甚至生命危险。所以每个学生都要加强安全意识,安全意识要贯穿整个实验过程。(1)不允许用手接触任何没有绝缘的带电导体及接线柱。连接电路或改接电路时必须先断开电源。(2)接通电源需经指导教师允许,并应提醒全组人员注意。(3)在做电动机类旋转设备实验时,要防止身体碰到电动机的旋转部分,并防止围巾、衣角以及长头发被电动机的转轴卷绞住。(4)断开电源后,电动机尚在减速转动时,不要用手或脚去制动电动机。(5)特别提示:学生在测量数据时往往安全意识松懈,大部分伤害发生于这个过程。2. 设备安全

实验室中的所有设备都是国家财产,应加以爱护。(1)电表是精密的仪器,要轻拿轻放。使用时,应先选择适当的量程,如事先不能确定被测量的数值范围,则先选用较大的量程。电器、电动机等都要根据其铭牌上的数据来使用。(2)必须经指导教师检查,才能接通电源。电路改接后必须经指导教师检查。(3)闭合电源开关时,应迅速果断,此时不要注意开关,而应注意各仪表、电器及电动机的指示(显示)和动作情况。(4)实验过程中调节电路某一元件参数时,不要只留心某个仪表的读数,要同时留心所有仪表的读数和电器、电动机的运转是否正常。(5)在整个实验过程中,要随时注意有无异常现象,例如电动机转速过高,转动时声音不正常或冒火花,电路中电流过大,电器和电动机过热,有无绝缘材料烧焦的气味等。如发现不正常的现象以及发生烧断熔断丝等故障时,不要惊慌失措,应立即拉开电源开关,请指导教师检查处理。(6)特别提示:电工仪器、仪表的损坏都在瞬间发生,所以,一定要连接正确,量程适当。特别是在使用电流表和功率表时,要倍加小心。3. 安全责任

由于学生违反以上规定和要求造成的一切人身安全事故由学生自己负责,损坏设备仪器要照价赔偿。

总之,实验中应认真细致,不要大声喧哗和嬉耍,实验室要保持安静。四、实验报告

实验报告是对整个实验过程的全面总结,它是教师考核学生实验成绩的主要依据。实验报告的书写要求字迹工整、语言通顺、图表清晰、计算准确、分析合理、讨论深入。(1)除实验数据与同组人员相同以外,每位同学的实验计算、讨论和结论部分都应避免雷同。(2)实验报告内容按每项要求逐一填写。五、成绩评定

实验成绩评定由三部分构成:预习部分成绩由指导教师根据学生完成预习内容质量,在实验前给出;实验过程成绩(包括电路接线、数据采集、故障处理能力、实验态度等)由指导教师或任课教师根据学生完成实验具体情况,在实验过程中或实验结束后现场给出;实验报告成绩由任课教师根据学生完成实验报告的质量,在实验结束后给出。

特别提示:实验成绩是学生课程总成绩的重要组成部分,指导教师与任课教师一定要认真对待,要尽职尽责,全面、规范、公正地评定各部分成绩。

学生在做实验之前必须阅读以上实验要求和注意事项,并签字证明。学生签字: 年 月 日第二部分实验项目此部分共设定了十个实验项目。每个实验都含有预习要求、实验指导、实验报告、实验考核等内容。学生与指导教师共同按要求完成实验任务,提高实验效果。实验一 叠加原理和戴维南定理一、实验目的(1)验证并加深理解叠加原理和戴维南定理。(2)学习测量等效电动势和等效内阻的方法。(3)正确使用数字万用表和直流稳压电源。(4)提高接线能力。二、实验原理1. 叠加原理

线性电路中,任一支路中的电流(或电压)等于电路中各个电源分别单独作用时在该支路产生的电流(或电压)的代数和。在应用叠加原理时,不能改变原电路结构。去掉不作用的理想电压源的方法是将其短路。2. 戴维南定理

任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势E和内阻R0串联的等效电压源来代替,如图2−1所示。等效电压源的电动势等于有源二端线性网络的开路电压U0,等效电压源的等效电阻R0等于有源二端网络中去掉所有电源(将各个理想电压源短路,理想电流源开路)后所得到的无源二端网络的等效电阻。图2−1 戴维南定理

有源二端线性网络的开路电压U0和等效电阻R0,可以通过实验的方法测得,用万用表的电压挡和电阻挡分别直接测出。三、实验仪器和设备(1)实验电路板自制1块(2)直流稳压电源WVJ−21台(3)数字万用表DT−8301块四、实验电路

叠加原理和戴维南定理实验电路如图2−2所示。图2−2 叠加原理和戴维南定理实验电路

提示:(1)在实验电路板上用插接线简单连接后才能获得此实验电路。(2)图2−2中的圆孔表示电流测量插孔,将电流表表笔插入电流插孔,就可测得该支路电流大小。(3)图2−2中S1和S2表示双掷开关,它可以投掷到左侧或右侧。当开关投向电源侧,就是电路与电源连通;当开关投向短路侧就是将电源去掉(电压源短路)。五、实验内容及步骤1. 叠加原理(1)检查直流稳压电源是否已经通过插销连接到交流220 V电源上(连接工作由实验指导教师完成),并打开直流稳压电源的电源开关(此时电源指示灯发出红光)。首先调节电压挡位旋钮选择电压区间,然后缓慢调节电压微调旋钮,使第一路输出端电压E1=18 V,第二路输出端电压E2=10 V,这些数据须用数字万用表直流电压挡测定,然后关闭稳压电源待用。(2)按实验电路图2−2完成接线。经指导教师检查无误后接通稳压电源(接线时要特别注意电源方向)。(3)分别测量下列三种情况下电阻R1、R2、R3上的两端电压和R3中的电流,并将数据填入表2−1中。

①电源E1、E2同时作用于电路(S1—“左”,S2—“右”)。

②电源E1单独作用于电路(S1、S2—“左”)。

③电源E2单独作用于电路(S1、S2—“右”)。表2−1 实验数据

提示:为便于观察电压和电流的叠加效果,建议按列测量数据。(4)关断稳压电源,拆线,用数字万用表的欧姆挡测量各电阻的数值,并标记在图2−2中各电阻相应位置,核对板上各电阻元件的标称值是否与实测值相符。2. 戴维南定理(1)电路接线如图2−2所示,E1和E2均不变。(2)测出E1和E2同作用时的I3值。(3)测出等效电动势E:将R3断开,E1和E2同时作用,测出A、B两点的开路电压U0(应测量电源侧电压),即E=U0。(4)测出等效电源内阻R0:将R3断开,同时去掉E1和E2的作用(S1、S2同时短接,即S1—右、S2—左),测出A、B两点间的等效电阻,即R0。(5)将上述测量值填入表2−2中。表2−2 实验数据六、预习要求(1)复习叠加原理和戴维南定理,简述它们的基本要点。(2)根据实验电路所给参数,用叠加原理计算表2−1所要求的电压和电流,将计算值填入表2−1中。(3)用戴维南定理计算表2−2中的等效电动势E、等效内阻R0及R3支路电流I3,将计算值填入表2−2中。(4)本实验要用数字万用表的哪些挡位?量程应选择多少?(参阅第三部分数字万用表内容)(5)什么是直流稳压电源?如何调节实验所需电压?(参阅第三部分直流稳压电源内容)指导教师签字:七、实验报告

同组人员名单:(1)用实测得到的电压、电流值与计算得到的电压、电流值相比较,确认是否相符。若不相符其误差原因是什么?(2)用实测值说明叠加原理和戴维南定理的正确性。(3)用实测值计算R3所消耗的功率。功率能否用叠加原理计算?为什么?试用具体数据说明。(4)实验中测量电压和电流的表笔一样吗?为什么?八、实验考核成绩

考核标准和得分记录见表2−3。表2−3 考核标准和得分记录实验二 日光灯电路及其功率因数的提高一、实验目的(1)理解日光灯电路的工作原理。(2)掌握日光灯电路的组成和接线方法。(3)加深理解交流电路中电压、电流的相量关系。(4)了解提高功率因数的意义及方法。(5)掌握功率表的使用方法,学习交流电路中功率的测量方法。(6)提高接线能力。二、实验原理1. 日光灯电路简介

日光灯电路一般可分为传统镇流器电路和电子镇流器电路。为了学习和验证提高功率因数的方法和效果,本实验采用传统镇流器电路。日光灯电路(传统镇流器电路)由日光灯管、镇流器、启辉器等部分组成。(1)灯管:由管内壁上涂有一层荧光粉的玻璃管,灯管两端各有一个由钨丝绕制而成的灯丝,灯管内抽真空后充有一定量的氩气和少量汞等组成。从电路连接角度看,每侧灯丝有两个接线点,所以日光灯管总共有四个接线点。(2)镇流器:是在硅钢片铁芯上绕上一定匝数铜线的电感线圈,其结构有单线圈式和双线圈式两种。此种电磁铁结构一般都是为了达到用小电流产生大磁场的目的。(3)启辉器:启辉器是一个充有氖气的小玻璃泡,其中装有一个固定的静触头和一个双金属片制成的倒U形动触头,两触头之间并联一个小电容,玻璃泡外罩了一个保护管。启辉器的作用就是靠双金属片的通电受热变形作用,在瞬间接通电路和断开电路。(4)日光灯电路的工作原理:日光灯的实验电路如图2−3所示,当电路刚接通电源时,电源的电压首先加到启辉器的两个触头之间,氖泡中将产生辉光放电,接通启动电路,此时启动电流流过镇流器线圈、灯管两端的灯丝和启辉器,启动电流约为灯管工作电流的1.5倍,它使灯丝加热并发射电子。由于双金属片具有不同的膨胀系数,U形动触头接触,而后在放电功率的作用下受热后将趋向张开与静触头接触,使得放电功率为零,温度立即下降,两触头随即跳开,使启动电路突然断开。这时,镇流器则由于电流突变产生相当大的自感电动势,它与电源电压叠加,可使两灯丝之间瞬时出现约500 V的高电压,使管内汞气电离而产生弧光放电。弧光放电时发射的紫外线将激励管内壁的荧光粉而发生近似日光的可见光,故名日光灯。荧光粉不同,其发光颜色不同。氩气有保护灯丝延长灯管寿命的作用。灯管点燃后,由于弧光放电的负阻特性,灯管两端的工作电压将低于放电电压,此时40 W的日光灯约为108 V。在这样低的电压下,跨接于两端灯丝之间的启辉器不会产生辉光放电,触头也不会闭合,即灯管点燃后,启辉器失去作用,镇流器在灯管点燃后仅起分压限流作用。2. 日光灯电路的功率因数

日光灯等效电路如图2−4所示,其中灯管相当于纯电阻性负载R,镇流器用电阻r和电感L的串联电路等效代替。只要测出电路的功率P、电流I和总电压U、灯管电压UR及镇流器电压Ur,就能算出灯管消耗的功率P灯=IUR,镇流器消耗的功率P镇=P−P灯,并求出电路的功率因数。3. 功率因数的提高

日光灯电路为电感性电路,其功率因数较低,一般在0.6以下。因此可以采取并联电容器的方法来提高电路的功率因数,如图2−3所示。日光灯并联电容器后的相量图如图2−5所示。因电容支路电流IC超前电压U90°,使电路总电流I减小,从而提高了电路的功率因数。当电容量增加到一定值时,总电流下降到最小值,此时整个电路的cosφ=1(相当于电阻性负载)。若再继续增大电容量,总电流反而增大,整个电路相当于容性负载,功率因数反而逐渐下降。所以,实际工作中并联电容要适当。

假定功率因数从cosφL提高到cosφ,所需并联电容器的电容值可按下式计算:式中,ω=2πf,f=50 Hz;P为电路所消耗的功率(W)。

实验结果可能会发生I、IL及IC之间关系与图2−5不完全符的情况。这是因为镇流器是铁芯线圈,其电压与电流之间的关系是非线性的,灯管也只是近似看作纯电阻负载,实际上它的电压和电流波形既不是正弦波,也不完全同相位。图2−3 日光灯的实验电路

提示:图2−3中的“〇”表示电流测量插孔。为方便实验将三个电流测量插孔安装在一个接线板上,称为电流表插盘。电流测量插孔部分的接线要在电流表插盘上完成。图2−4 日光灯等效电路图2−5 日光灯并联电容后的相量图三、实验电路

日光灯的实验电路如图2−3所示。四、实验仪器和设备30 W(1)日光灯管一只(2)镇流器(适配220 V/30 W日光灯)一只(3)单相功率表D26—500 W一只(4)交流电压表T51 0~600 V一只(5)交流毫安表T51 0~1 000 mA一只(6)电容箱自制一只(7)电流表插盘自制一只五、实验内容及步骤(1)按照日光灯实验电路图2−3所示,在实验台上找出日光灯电路相应的各种电气元件。(2)按图2−3所示电路完成接线。

注意:

①电路中的A、B两点应与实验台上的三相电源连接。A点接火线(三个红接线柱中的任意一个),B点接零线(黑接线柱)。

②因功率表是在线测量,一定要在接通电路之前调好挡位。电压挡位选择300 V,电流挡位选择0.5 A。电路经指导教师检查通过后方可通电。

③先完成RL串联电路的测量(断开所有电容器,即将所有电容器的通断开关拨到断的位置)。分别测量电源端电压U、镇流器端电压UL、灯管端电压UR、电路中电流I和电路的总功率P,并将以上数据记录在表2−4中。

④在RL串联电路上并联电容器。分别将电容器取值为2 μF、3 μF、4 μF、5 μF,分别重复测量上述各部分电压、各支路电流和电路总功率P,将数据记录在表2−4中。

⑤增大和减小电容值,观察总电流I、电容支路电流IC和灯管支路电流IL变化情况,并加以说明。表2−4 实验数据

提示:建议按行进行测量,减少拨动电容开关的次数。六、预习要求(1)简述日光灯电路的组成。(2)为什么日光灯电路的功率因数不等于1?如何提高功率因数?(3)本次实验电压表和电流表的挡位大致为多少?(参阅第三部分交直流电压、电流表内容)(4)功率表有电压和电流两个线圈,功率表如何连接(画图解释)?(参阅第三部分功率表内容)(5)本次实验中功率表的电压、电流挡位应选择多少?根据选定挡位确定分格常数C。功率表如何读数?(参阅第三部分功率表内容)(6)两个电容器并联时,总的等效电容是增加还是减小?指导教师签字:七、实验报告

同组人员名单:(1)根据测量数据计算灯管电阻R、镇流器电感L和并联电容器C的数值,填入表2−4中。(2)计算并联C前后的功率因数,填入表2−4中。(3)分析实验结果,并联电容C前后功率因数cosφ有何变化?各电流如何变化?(4)提高接有感性负载线路的功率因数能否改变感性负载本身的功率因数?为什么?(5)哪些电量的变化能说明在电感性负载并联电容后提高功率因数的效果?为什么?八、实验考核成绩

考核标准和得分记录见表2−5。表2−5 考核标准和得分记录实验三 三相交流电路一、实验目的(1)学习并掌握三相负载的星形和三角形连接方法。(2)验证三相负载对称时,两种连接的线电压和相电压,线电流和相电流之间的关系。(3)提高对三相电源的认识。(4)验证三相四线制中线的作用。(5)提高接线能力。二、实验原理

三相电路中,负载的连接方法主要有星形连接(图2−6)和三角形连接(图2−7)两种。(1)星形连接电路中,当电流及电压均为正弦波,而且电源及负载均对称时,线电压与相电压有下列关系:即线电压在数值上为相电压的倍,而在相位上超前于相应相电压30°。线电流等于相电流,中线无电流,即I0=0。假如三相星形负载不对称,又无中线,则电源中点与负载中点的电位将有差别,即发生了所谓的中性点的移位,此时每相电压将出现有大有小。若负载中点与电源中点之间有中线连接,可以保证每相电压对称,但此时中线电流I0不等于零。星形连接时要特别注意中线的连接情况(不允许出现断路情况)。(2)在三角形连接中,当电流和电压均为正弦波,而且电源及负载均对称时,线电流和相电流有下列关系:即线电流在数值上为相电流的倍,而在相位上滞后于相应相电流30°,线电压等于相电压。当负载不对称时,线电压仍然等于相电压,但线电流与相电流不对称,其大小关系只能根据关系式逐一计算。三、实验仪器和设备注意线电压调整为220 V(从安全方面(1)三相交流电源考虑)(每相由3只220 V、100 W灯并联灯盘)(2)三相负载三块自制(3)交流电压表T51 0~600 V一只(4)交流电流表T51 0~5 A一只(5)电流表插盘自制一块四、实验电路

实验电路如图2−6、图2−7所示。图2−6 星形连接的三相电路图2−7 三角形连接的三相电路

提示:每相负载表盘上有一电流测量插孔,用于测量每相负载的相电流,不需接线。其他电流测量插孔则需在电流表插盘上完成接线。五、实验内容及步骤1. 负载星形连接的三相电路

按图2−6所示连接线路(星形连接有中线),经指导教师检查无误后,接通电源,按表2−6要求,将测得的电压和电流数据填入表2−6中。同时观察各灯泡的明亮程度有何变化。星形连接可分为下面四种情况进行:(1)对称负载(每相接通3盏灯),有中线。(2)对称负载无中线。(3)不对称负载(不对称负载就是各相接通的灯数不同,定为A相1盏、B相2盏、C相3盏)有中线。(4)不对称负载,无中线。表2−6 星形连接实验数据

提示:①为了减少改动电路的次数,建议按行进行测量。

②无中线时UNN′仍然存在。2. 负载三角形连接的三相电路

按图2−7接好线路,经教师检察无误后,接通电源,测量表2−7所列数据,同时观察各相灯泡亮度是否相同?并同星形连接做比较。表2−7 三角形连接实验数据

※ 灯泡的亮度只填:相同或不同。六、预习要求(1)考虑实验中怎样去除中线?去掉中线后UNN′是否存在?(2)负载星形连接三相电路中中线的作用是什么?在不对称负载情况下,一旦中线断开,将出现什么现象?(3)什么是不对称负载?本实验是如何设定负载不对称的?(4)根据电源电压及负载的额定值,交流电压表和交流电流表的量程应选择多少?(5)什么是相电流、线电流、中线电流?什么是相电压、线电压和中线电压?(6)你认为星形接线(图2−6)和三角形接线(图2−7),哪种接线更容易些?为什么?指导教师签字:七、实验报告

同组人员名单:(1)通过实验所得的表2−7测量数据,说明对称与不对称负载时灯泡的亮度变化情况,并同星形连接做比较。(2)利用测量数据进行中线电流大小的计算,与测量值比较。(3)利用实验数据说明在什么情况下必须有中线?在什么情况下可以去掉中线?(4)根据测量数据,按一定比例画出对称负载星形连接和三角形连接时的电压、电流相量图。八、实验考核成绩

考核标准和得分记录见表2−8。表2−8 考核标准和得分记录实验四 鼠笼式电动机的顺序控制和时间控制一、实验目的(1)熟悉电动机继电接触控制常用电器。(2)掌握常用电器的图形符号和文字符号,并能够与实际电器相对应。(3)熟悉两台电动机按顺序启动及按规定时间间隔启动的典型控制电路。(4)提高按电路原理图完成比较复杂接线的能力。二、实验原理1. 两台电动机按顺序启动线路

生产机械常常需要将两台电动机之间通过联锁环节相互约束,以满足控制的要求。图2−8所示为顺序控制的典型实验线路。只有当电动机1 M启动后,才能启动电动机2 M。顺序控制线路也可以有其他连接形式,同样可以达到控制要求。2. 两台电动机按时间间隔启动的线路

时间继电器能够在其通电(或断电)时开始计时,延时一个可调节的固定时间间隔,使其常开触点闭合(或断开),使其常闭触点断开(或闭合)。时间继电器可分为多种类型,工作原理也各不相同,但其触点动作逻辑相同,追求触点动作时间的准确性和重复动作的高精度及可靠性是对时间继电器的基本要求。机床上常用空气式时间继电器和晶体管式时间继电器。图2−9所示为实现电动机1 M启动后,经过一定延时后,电动机2 M自行启动的控制电路。三、实验仪器和设备(1)三相异步电动机Y系列小型电动机两台(2)交流接触器CJ10—20A两台(3)热继电器JR0—40 C两只(4)空气式时间继电器JST—4A一只启动按钮(常开)(5)三联按钮停止按钮(常闭)一只两只(6)万用表DT—8301块(7)三相电源(380 (实验台提供)V)四、实验线路

实验线路如图2−8、图2−9所示。图2−8 两台电动机顺序启动图2−9 两台电动机按时间间隔的控制电路启动的控制线路

提示:此电路为继电接触控制原理图,同一电器标示同一文字符号,同一电器的不同部分(线圈、触点、开关等)可分别画在不同位置上。五、实验内容(1)按钮测试。用万用表测试按钮的常开和常闭触点的动作情况。(2)观察交流接触器的外形结构,特别是常开和常闭触点的动作情况(可用手动的方式进行观测),抄录其铭牌数据。(3)观察时间继电器的外形结构,学习延时调节方法,抄录其铭牌数据。了解是通电延时还是断电延时的时间继电器,可用手动的方法感知时间控制过程。(4)按图2−8所示连接线路,经实验指导教师检查通过后,进行两台电动机顺序启动的操作。接通电源后先按SB2,电动机1 M启动,然后按SB3,电动机2 M启动。一定要进行顺序启动的验证工作(即电动机1 M没有启动时电动机2 M能否启动)。(5)按图2−9所示连接线路,经实验指导教师检查通过后,进行两台电动机顺序延时启动的操作。接通电源后,按SB2,电动机1 M启动,经过一段时间后电动机2 M自行启动。调节时间继电器的延时旋钮,重复以上操作,观察线路中电动机1 M启动与电动机2 M启动时间间隔是否发生变化。(6)验证自锁触点的作用。不接自锁触点时,电路处于点动状态;接上自锁触点,松开启动按钮后,电动机仍能保持长时间转动。六、预习要求(1)预习交流接触器的结构和工作原理,并熟知其图形符号和文字符号。(2)预习通电延时时间继电器的结构和工作原理,并熟知其图形符号和文字符号。(3)解读本实验所用的控制线路的工作原理,熟悉实验线路,分别写下各电器的动作顺序,用流程图表示。(4)时间继电器的线圈KT允许与接触器的线圈KM1串联吗?串联后会出现什么问题?

※ 注意事项(1)严禁带电操作。接线时先接线后通电,拆线时先拉闸后拆线。(2)严禁用手触摸正在旋转的电动机转轴。(3)遇有紧急情况马上断开电源。(4)重新复习电工实验安全要求。指导教师签字:七、实验报告

同组人员名单:(1)当按下图2−8中的按钮SB2时电动机1 M转动,松开SB2时电动机1 M立即停转,试根据控制电路的工作原理和逻辑关系分析哪个部分出现了问题?为什么?(2)总结通电延时时间继电器在控制电路中应用的特点。(3)分析图2−9中KT延时闭合触点两端为何要并联KM2常开辅助触点?与KT线圈串联的KM2常闭辅助触点有什么用?可以去掉吗?八、实验考试成绩

考核标准和得分记录见表2−9。表2−9 考核标准和得分记录实验五 鼠笼式电动机继电接触控制电路的设计性实验一、实验目的(1)掌握三相异步电动机继电接触控制电路的设计原理与环节。(2)提高理论与实际结合的能力。(3)考核较复杂三相异步电动机控制线路的接线能力。二、设计要求

一台载货小车自动往返于仓库与车间之间,完成货物运输工作。载货小车由三相异步电动机拖动。设计出满足以下要求的电动机继电接触控制电路。对货车控制线路的几点要求:(1)小车由三相异步电动机拖动(虚拟小车,电动机转动既可认为小车被拖动)。(2)小车不设专职随车司机,其行驶与停止由仓库侧的生产操作工来控制。工作过程是小车在仓库装货完毕后,操纵工按动启动按钮,小车在电动机的拖动下由仓库自动驶向车间,到达车间后小车自动停车,停留数分钟后(这段时间用于装卸货物,停留时间长短可由时间继电器时间调节旋钮控制,设计时学生可以不予考虑),小车自动返回,达到仓库后小车自动停车,完成一次送货任务。如需再次送货,操纵工再次按动启动按钮,小车重复以上过程。(3)若小车在驶向车间途中发现漏装货物等情况,可以及时将小车召回仓库,即仓库侧操纵工能够随时停止小车行驶或改变小车行驶的方向。(4)行程控制(位置控制)用双轮行程开关(无自恢复功能)。(5)画电动机控制电路的同时,要画出与仓库、车间对应的行程开关位置布置图(要标示清楚)。(6)一定要注意采用标准的图形和文字符号。(7)控制电路尽可能满足各种正常工作需求,并具备完善的各种保护环节(如短路保护、过载保护、失压保护、欠压保护、位置极限保护等)。(8)可以添加文字说明。三、实验环节

为了提高电动机继电接触控制设计性实验的教学效果,本项设计性实验按以下几个环节实施。(1)学生设计。学生在认真研究设计内容和设计要求的基础上,根据所学电动机继电接触控制方面的知识,独立完成控制电路的设计(提交一份控制原理图)。(2)教师批改。授课教师对学生完成的控制电路进行逐一审阅、修改,并进一步讲解设计内容和解读控制电路的原理。(3)电器认识。学生来到实验室,按照自己设计的控制线路(经修改、确认正确),熟悉相应的控制电器和保护电器。(4)接线考核。在实验室按照所设计的控制线路独自完成线路连接,检验电路连接的正确程度和各种控制环节的实现情况。四、预习要求(1)充分理解设计要求,全面掌握小车的工作过程(将小车的工作过程重述一遍)。(2)本项设计需要哪些典型控制环节和保护环节?(3)为了更好地满足实际工作需要,你能想到运货小车还有哪些工作需求?(4)画出实验用控制线路原理图(修改后的)和行程开关布置图,可加以说明。(5)列出此项设计所需要的各种电器名称和数量(可列表)。

提示:本实验为设计性实验,占实验成绩的比例较大,请学生引起足够重视。本实验成绩由电路设计和接线考核两部分构成。指导教师签字:五、设计性实验的相关解释(1)为提高学生对实验教学的重视程度,本项实验占课程总成绩的10%。(2)设计控制电路部分5分,实验室现场操作部分5分。(3)学生课外完成设计控制电路任务,任课教师根据完成任务的质量给出成绩,并提出正确的控制线路(当存在错误时)。此项工作在实验操作之前完成。(4)由于学生对实验所涉及的电器、设备等实物不熟悉,实验接线操作前提供1小时的电器熟悉环节。(5)每个学生要在实验室独自完成接线操作(即一人一组),以此检验学生的真实实验操作能力。实验室现场操作部分的考核标准如表2−10所示。(6)学生完成接线操作后,不允许自行通电检验电路连接的正确性,接线检验必须由实验指导教师完成。实验指导教师按照运货小车的工作顺序,逐一操作,查验电路是否满足设计要求。(7)实际查验所连接的电路不满足工作要求时说明电路存在问题。经实验指导教师确认,如果是接线问题,学生可以根据控制原理和其逻辑关系判断错误位置,局部从新接线。如果是设备、电器工作不正常,则不影响学生考核成绩,按接线正确,考核通过处理。(8)为圆满完成设计性实验的教学任务,每位相关教师思想上要提高重视程度,工作中要精心处理好每个环节,要付出更多的辛勤汗水。特别是负责实验准备的实验指导老师,一定要事先调试好各种电器和仪器设备,确保实验的顺利进行。六、实验考核成绩

考核标准和得分记录见表2−10。表2−10 考核标准和得分记录实验七 集成运算放大器的线性应用一、实验目的(1)了解集成运算放大器的性能及使用方法。(2)学习运用集成运算放大器组成比例、加法、减法及积分运算电路,并测试其运算功能。(3)进一步熟悉各种仪器设备的使用。二、实验原理

CA741集成运算放大器的管脚排列如图2−13所示。图2−13 CA741集成运放大器的管脚排列1—调零;2—反相输入端;3—同相输入端;4—负电源;5—调零;6—输出端;7—正电源;8—空脚1. 反相比例运算

将输入信号从运算放大器反相输入端输入,同相输入端经平衡电阻R2接地,反馈电阻RF从输出端引回到反相输入端,就构成反相比例运算电路。反相比例运算电路如图2−14所示。输出电压与输入电压的关系为2. 同相比例运算

图2−15所示为同相比例运算电路。其输出电压与输入电压的关系为可见uo与ui之间具有同相比例关系。图2−14 反相比例运算电路图2−15 同相比例运算电路3. 反相加法运算

图2−16所示为反相加法运算电路。其输出电压与输入电压的关系是:如果取R1=R2,则有

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