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发布时间:2021-02-13 09:51:14

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作者:张锋

出版社:人民邮电出版社

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电工与电子技术实验指导

电工与电子技术实验指导试读:

前言

培养实验能力和实际技能是高等工科院校教育的重要内容之一。实验能帮助学生验证、消化和巩固基本理论,让他们获得实验技能和科学研究方法,并运用所学知识处理实际问题。电工学是工科非电类专业的必修课程,培养工科学生在电工电子方面的技能。

本书内容覆盖面较广,包括测量知识、常用实验仪器仪表、Mulitsim电路仿真软件以及实验注意事项等。具体实验内容包括电工技术、电路、模拟电子技术、数字电子技术实验环节和综合设计性实验。实验教师可根据学时多少,内容深浅自由选择,以满足不同专业、不同层次的学生的要求,同时为学生进行开放性实验和个性培养创造条件。

本书内容的安排基本与秦曾煌先生的《电工学》上、下册的内容相配合,根据其实验性质分为验证性实验、综合性实验和设计性实验。其中,验证性实验主要有利于学生验证电路理论中的一些重要基本概念和基本理论,熟悉电工电子测量中的部分基本仪器仪表,掌握一些基本的测试方法。综合性实验的实验内容涉及本课程相关综合知识,主要培养学生综合运用知识和分析实验结果的能力。设计性实验是培养学生在对基本知识熟练掌握的情况下,独立完成设计任务的能力。

本书是在电工学实验指导书的基础上进行修订和改编的,在此向为指导书付出了辛勤劳动的各位老师表示感谢。

本书的编写工作主要由电工电子实验中心的老师完成,参与编写的有唐钰、雷芳、李沁雪、马远佳、曹灿云等老师以及电工学课程组、电子技术课程组的其他老师。

由于编者学识有限,书中不妥之处在所难免,恳请使用或参考本书的老师、学生给予批评指正。编者2013年10月第一部分电工学实验须知一、实验的目的和要求

实验是电工学课程重要的实践性教学环节,实验的目的不仅要帮助学生巩固和加深理解所学的知识,更重要的是训练学生的实验技能,使其学会独立进行实验,并树立工程实际观点和严谨的科学作风。

对学生实验技能训练的具体要求如下。

1.能正确使用常用的电工仪器、电工设备及常用电子仪器。

2.能按电路图正确接线和查线。

3.学习查阅手册,对常用的电子元器件具有使用的基本知识。

4.能准确读取实验数据,观察实验现象,测绘波形曲线。

5.能整理分析实验数据,独立写出完整、条理清楚、整洁的实验报告。二、实验前学生应做的准备工作

1.认真阅读实验指导书,明确实验目的,理解相关实验原理,熟悉实验电路内容步骤以及实验中的注意事项。

2.完成实验指导书中有关预习要求的内容。

3.做好数据记录表格等准备工作。三、实验总结报告的要求

一律用学校规定的实验报告纸认真书写实验报告。实验报告的具体内容如下。

1.实验目的。

2.实验原理电路图及主要仪器设备的型号规格。

3.课前完成的预习内容:指导书所要求的理论计算、回答问题、设计记录表格等。

4.实验数据及处理:根据实验原始记录,整理实验数据,并按指导书要求加以必要处理。

5.实验总结:完成指导书要求的总结、问题讨论及心得体会,如有曲线应用坐标纸绘出。四、实验规则

1.严禁带电接线、拆线或改接线路。

2.接线完毕后,要认真复查,确信无误后,经教师检查同意,方可接通电源进行实验。

3.实验过程中如果发生事故,应立即关断电源,保持现场,报告老师。

4.实验完毕后,先由本人检查实验数据是否符合要求,再请老师检查,经老师认可后拆线,并将实验器材整理好。

5.室内仪器设备不准任意搬动调换,非本次实验所用的仪器设备,未经老师允许不得动用。没有弄懂仪表、仪器及设备的使用方法前,不得贸然使用。若损坏仪器设备,必须立即报告老师,作书面检查,责任事故要酌情赔偿。

6.实验要严肃认真,保持安静、整洁的学习环境。第二部分验证性实验实验一 用电安全与急救电力安全标志

我国GB16179—1996《安全标志使用导则》规定了在容易发生事故或危险性较大的场所安全标志设置原则,并列出了所有安全标志。与电力安全有关的有35种主要标志,辅助标志由地方有关部门根据需要设计制作。经常用到的安全标志图形如图2-1-1所示。图2-1-1 常见安全标志图

安全用电包括供电系统的安全、用电设备的安全及人身安全三个方面,它们之间又是紧密联系的。供电系统的故障可能导致用电设备的损坏或人身伤亡事故,而用电事故也可能导致局部或大范围停电,甚至造成严重的社会灾难。第一节 安全用电知识

在用电过程中,必须特别注意电气安全,稍有麻痹或疏忽,就可能导致严重的人身触电事故,或者引起火灾甚至爆炸,给国家和人民造成极大的损失。一、安全电压

交流工频安全电压的上限值,在任何情况下,两导体间或任一导体与地之间都不得超过50V。我国的安全电压的额定值为42V、36V、24V、12V、6V。如手提照明灯、危险环境的携带式电动工具,应采用36V安全电压,金属容器内、隧道内、矿井内等工作场合,狭窄、行动不便及周围有大面积接地导体的环境,应采用24V或12V安全电压,以防止因触电而造成的人身伤害。二、安全距离

为了保证电气工作人员在电气设备运行操作、维护检修时不致误碰带电体,规定了工作人员离带电体的安全距离;为了保证电气设备在正常运行时不会出现击穿短路事故,规定了带电体离附近接地物体和不同相带电体之间的最小距离。安全距离主要有以下几方面。

1.设备带电部分到接地部分和设备不同相部分之间的距离。

2.设备带电部分到各种遮拦间的安全距离。

3.无遮拦裸导体到地面间的安全距离。

4.电气工作人员在设备维修时与设备带电部分间的安全距离。第二节 电工安全操作知识(1)在进行电工安装与维修操作时,必须严格遵守各种安全操作规程,不得玩忽失职。(2)进行电工操作时,要严格遵守停、送电操作规定,切实做好突然送电的各项安全措施,不准进行约时送电。(3)在邻近带电部分进行电工操作时,一定要保持可靠的安全距离。(4)严禁采用一线一地、两线一地、三线一地(指大地)安装用电设备。(5)在一个插座或灯座上不可引接功率过大的用电设备。(6)不可用潮湿的手去触及开关、插座和灯座等用电装置,更不可用湿抹布去揩抹电气装置和用电器具。(7)操作工具的绝缘手柄、绝缘鞋和手套的绝缘必须性能良好,并作定期检查。登高工具必须牢固可靠,也应作定期检查。(8)在潮湿环境中使用移动电器时,一定要采用36V安全低压电源。在金属容器内(如锅炉、蒸发器或管道等)使用移动电器时,必须采用12V安全电源,并有人在容器外监护。(9)发现有人触电,应立即断开电源,采取正确的抢救措施抢救触电者。第三节 触电的危害性与急救

人体是导电体,一旦有电流通过,将会受到不同程度的伤害。由于触电的种类、方式及条件的不同,受伤害的后果也不一样。一、触电的种类

人体触电有电击和电伤两类。(1)电击是指电流通过人体时所造成的内伤。它可以使肌肉抽搐,内部组织损伤,造成发热发麻,神经麻痹等。严重时将引起昏迷、窒息,甚至心脏停止跳动而死亡。通常说的触电就是电击。触电死亡大部分由电击造成。(2)电伤是指电流的热效应、化学效应、机械效应以及电流本身作用下造成的人体外伤。常见的有烧伤、烙伤、皮肤金属化和电光眼等现象。

① 电烧伤,是电流的热效应造成的伤害。

② 电烙伤,是在人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。斑痕处皮肤失去原有弹性、色泽,表皮坏死,失去知觉。

③ 皮肤金属化,是在电弧高温的作用下,金属熔化、汽化,金属微粒渗入皮肤,使皮肤粗糙而张紧的伤害。皮肤金属化多与电弧烧伤同时发生。

④ 电光眼,是发生弧光放电时,红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。二、触电形式

1.单相触电

单相触电是常见的触电方式。人体的某一部位接触带电体的同时,另一部位又与大地或中性线相接,电流从带电体流经人体到大地(或中性线)形成回路,如图2-1-2所示。图2-1-2 单相触电

2.两相触电

两相触电是指人体的不同部位同时接触两相电源时造成的触电,如图 2-1-3 所示。对于这种情况,无论电网中性点是否接地,人体所承受的线电压将比单相触电时高,危险更大。图2-1-3 两相触电

3.跨步电压触电

对于外壳接地的电气设备,当绝缘损坏而使外壳带电,或导线断落发生单相接地故障时,电流由设备外壳经接地线、接地体(或由断落导线经接地点)流入大地,向四周扩散。如果此时人站立在设备附近地面上,两脚之间也会承受一定的电压,称为跨步电压。跨步电压的大小与接地电流、土壤电阻率、设备接地电阻及人体位置有关。当接地电流较大时,跨步电压会超过允许值,发生人身触电事故。特别是在发生高压接地故障或雷击时,会产生很高的跨步电压,如图2-1-4所示。跨步电压触电也是危险性较大的一种触电方式。

除以上三种触电形式外,还有感应电压触电、剩余电荷触电等,此处就不作介绍。图2-1-4 跨步电压触电三、影响电流对人体危害程度的主要因素

电流对人体伤害的严重程度与通过人体电流的大小、频率、持续时间、通过人体的路径及人体电阻的大小等多种因素有关。不同电流对人体的影响见表2-1-1。表2-1-1 不同电流对人体的影响

1.电流大小

通过人体的电流越大,人体的生理反应就越明显,感应越强烈,引起心室颤动所需的时间越短,致命的危险越大。

对于工频交流电,按照通过人体电流的大小和人体所呈现的不同状态,电流大致分为下列三种。(1)感觉电流:是指引起人体感觉的最小电流。实验表明,成年男性的平均感觉电流约为1.1mA,成年女性为0.7mA。感觉电流不会对人体造成伤害,但电流增大时,人体反应变得强烈,可能造成坠落等间接事故。(2)摆脱电流:是指人体触电后能自主摆脱电源的最大电流。实验表明,成年男性的平均摆脱电流约为16mA,成年女性约为10mA。(3)致命电流:是指在较短的时间内危及生命的最小电流。实验表明,当通过人体的电流达到50mA以上时,心脏会停止跳动,可能导致死亡。

2.电流频率

一般认为 40~60Hz 的交流电对人体最危险。随着频率的增高,危险性将降低。高频电流不仅不伤害人体,还能治病。

3.通电时间

随着通电时间加长,电流使人体发热和人体组织的电解液成分增加,导致人体电阻降低,通过人体的电流增加,触电的危险亦随之增加。

4.电流路径

电流通过头部可使人昏迷;通过脊髓可能导致瘫痪;通过心脏会造成心跳停止,血液循环中断;通过呼吸系统会造成窒息。因此,从左手到胸部是最危险的电流路径,从手到手、从手到脚也是很危险的电流路径,从脚到脚是危险性较小的电流路径。四、触电急救

触电急救的要点是动作迅速,救护得法,切不可惊慌失措、束手无策。

1.首先要尽快地使触电者脱离电源

人触电以后,可能由于痉挛或失去知觉等原因而紧抓带电体,不能自行摆脱电源。这时,使触电者尽快脱离电源是救护触电者的首要因素。(1)低压触电事故 对于低压触电事故,可采用下列方法使触电者脱离电源。

① 触电地点附近有电源开关或插头,可立即断开开关或拔掉电源插头,切断电源。

② 电源开关远离触电地点,可用有绝缘柄的电工钳或干燥木柄的斧头分相切断电线,断开电源;或将干木板等绝缘物插入触电者身下,以隔断电流。

③ 电线搭落在触电者身上或被压在身下时,可用干燥的衣服、手套、绳索、木板、木棒等绝缘物作为工具,拉开触电者或挑开电线,使触电者脱离电源。(2)高压触电事故 对于高压触电事故,可以采用下列方法使触电者脱离电源。

① 立即通知有关部门停电。

② 戴上绝缘手套,穿上绝缘靴,用相应电压等级的绝缘工具断开开关。

③ 抛掷裸金属线使线路短路接地,迫使保护装置动作,断开电源。注意在抛掷金属线前,应将金属线的一端可靠地接地,然后抛掷另一端。(3)脱离电源的注意事项

① 救护人员不可以直接用手或其他金属及潮湿的物件作为救护工具,而必须采用适当的绝缘工具且单手操作,以防止自身触电。

② 防止触电者脱离电源后,可能造成的摔伤。

③ 如果触电事故发生在夜间,应当迅速解决临时照明问题,以利于抢救,并避免扩大事故。

2.现场急救方法

当触电者脱离电源后,应当根据触电者的具体情况,迅速地对症进行救护。

现场应用的主要救护方法是人工呼吸法和胸外心脏挤压法。(1)对症进行救护 触电者需要救治时,大体上按照以下三种情况分别处理。

① 如果触电者伤势不重,神智清醒,但是有些心慌、四肢发麻、全身无力;或者触电者在触电的过程中曾经一度昏迷,但已经恢复清醒。在这种情况下,应当使触电者安静休息,不要走动,严密观察,并请医生前来诊治或将触电者送往医院。

② 如果触电者伤势比较严重,已经失去知觉,但仍有心跳和呼吸,这时应当使触电者舒适、安静地平卧,保持空气流通。同时揭开他的衣服,以利于呼吸,如果天气寒冷,要注意保温,并立即请医生诊治或将触电者送医院。

③ 如果触电者伤势严重,呼吸停止或心脏停止跳动或两者都已停止时,则应立即实行人工呼吸和胸外挤压,并迅速请医生诊治或将触电者送往医院。应当注意,急救要尽快地进行,不能等候医生的到来,在送往医院的途中,也不能中止急救。(2)口对口人工呼吸法 这是在触电者呼吸停止后应用的急救方法,按以下步骤进行。

① 触电者仰卧,迅速解开其衣领和腰带。

② 触电者头偏向一侧,清除口腔中的异物,使其呼吸畅通,必要时可用金属匙柄由口角伸入,使口张开。

③ 救护者站在触电者的一边,一只手捏紧触电者的鼻子,一只手托在触电者颈后,使触电者颈部上抬,头部后仰,然后深吸一口气,用嘴紧贴触电者嘴,大口吹气,接着放松触电者的鼻子,让气体从触电者肺部排出。每5s吹气一次,不断重复地进行,直到触电者苏醒为止,如图2-1-5所示。图2-1-5 口对口人工呼吸法

对儿童施行此法时,不必捏鼻。开口困难时,可以使其嘴唇紧闭,对准鼻孔吹气(即口对鼻人工呼吸),效果相似。(3)胸外心脏挤压法 这是触电者心脏跳动停止后采用的急救方法,具体操作步骤如图2-1-6所示。

① 触电者仰卧在结实的平地或木板上,松开衣领和腰带,使其头部稍后仰(颈部可枕垫软物),抢救者跪跨在触电者腰部两侧。

② 抢救者将右手掌放在触电者胸骨处,中指指尖对准其颈部凹陷的下端,左手掌复压在右手背上(对儿童可用一只手),如图2-1-6(b)所示。

③ 抢救者借身体重量向下用力挤压,压下 3~4cm,突然松开,如图 2-1-6(d)所示。挤压和放松动作要有节奏,每秒钟进行一次,每分钟宜挤压60次左右,不可中断,直至触电者苏醒为止。要求挤压定位要准确,用力要适当,防止用力过猛给触电者造成内伤和用力过小挤压无效。对儿童用力要适当小些。图2-1-6 胸外心脏挤压法(4)触电者呼吸和心跳都停止时,允许同时采用“口对口人工呼吸法”和“胸外心脏挤压法”。单人救护时,可先吹气2~3次,再挤压10~15次,交替进行。双人救护时,每5s吹气一次,每秒钟挤压一次,两人同时进行操作。

抢救既要迅速又要有耐心,即使在送往医院途中也不能停止急救。此外不能给触电者打强心针、泼冷水或压木板等。第四节 电气防火、防爆、防雷的基本知识一、电气火灾

电气火灾是电气设备因故障(如短路、过载等)产生过热或电火花(工作火花如电焊火花飞溅和故障火花如拉闸火花、接头松脱胎脱火花、熔丝熔断等)而引发的火灾。

1.预防方法(1)考虑负载容量及合理过载能力;(2)在用电上要合理,避免过度超载及乱搭线,防止短路故障。

2.电火警的紧急处理步骤(1)切断电源(2)正确使用灭火器材(3)安全事项:救火人员不要随便触碰电气设备及电线,尤其要注意断落在地上的电线。此时,对于火警现场的一切线、缆,都应按带电体处理。二、防爆

防爆措施:合理选用防爆电气设备和敷设电气线路,保持场所的良好通风;保持电气设备的正常运行,防止短路过载;安装自动断电保护装置,使用便携式电气设备时应特别注意安全。三、防雷

安装避雷针:避雷针和避雷线是防止直击雷的有效措施。【思考题】

1.照明开关为什么必须接在火线上?

2.单相三孔插座如何安装才正确?为什么?

3.塑料绝缘导线为什么严禁直接埋在墙内?

4.为什么要使用漏电保护器?

5.发生触电事故的主要原因是什么?

6.家庭安全用电有哪些措施?

7.如何防止不安全用电烧损家用电器?

8.如何防止电气火灾事故?发生火灾后怎么办?

9.怎样处理家用电器漏电?实验二 验证基尔霍夫定律一、实验目的(1)验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。(2)学会用电流插头、插座测量各支路电流。(3)运用Multisim仿真软件仿真。二、原理说明

基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压,应能分别满足基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。即对电路中的任一个节点而言,应有ΣI=0;对任何一个闭合回路而言,应有ΣU=0。三、实验设备

本实验所需实验设备如表2-2-1所示。表2-2-1 实验设备列表四、实验内容(1)分别将两路直流稳压电源接入电路,如图2-2-1所示。令U1=6V,U=12V。(先调准输出电压值,再接入实验线路中。)用2DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路板。(2)实验前先任意设定三条支路电流正方向。如图2-2-1所示的I、I、I的方向已设定。闭合回路的正方向可任意设定。123(3)熟悉电流插头的结构,将电流插头的两端接至数字电流表的“+”、“-”两端。(4)将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,读出并记录电流值。(5)用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值,并记录在表2-2-2中。图2-2-1 验证基尔霍夫定律表2-2-2 电流、电压值记录表一(6)将开关指向二极管,重新测量两路电源及电阻元件上的电压值,并记录在表2-2-3中。表2-2-3 电流、电压值记录表二(7)将开关指向电阻,分别测量三种故障情况下的两路电源及电阻元件上的电压值,并记录在表2-2-4中。表2-2-4 电流、电压值记录表三五、实验注意事项(1)前两种的测量都是在没有设置故障的情况下测量的。(2)所有需要测量的电压值,均以电压表测量的读数为准。U、U也需测量,不应取电源本身的显示值。12(3)防止稳压电源两个输出端碰线短路。(4)用指针式电压表或电流表测量电压或电流时, 如果仪表指针反偏,则必须调换仪表极性,重新测量。此时指针正偏,但读得电压值或电流值必须冠以负号。若用数显电压表或电流表测量,则可直接读出电压值或电流值。但应注意:所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。六、预习思考题(1)根据图2-2-1的电路参数,计算出待测的电流I、I、I和各123电阻上的电压值,记入表中,以便实验测量时,可正确地选定电流表和电压表的量程。(2)在图2-2-1的电路中A、D两节点的电流方程是否相同?为什么?(3)在图2-2-1的电路中可以列出几个电压方程?它们与绕行方向有无关系?(4)实验中,若用指针式万用表直流毫安挡测各支路电流,在什么情况下可能出现指针反偏,应如何处理?在记录数据时应注意什么?若用直流数字电流表进行测量时,则会有什么显示呢?七、实验报告要求(1)回答思考题。(2)根据实验数据,选定试验电路中的任一节点,验证基尔霍夫电流定律(KCL)的正确性。(3)根据实验数据,选定试验电路中的任一闭合回路,验证基尔霍夫电压定律(KVL)的正确性。(4)列出求解电压U和U的电压方程,并根据实验数据求出EACA它们的数值。(5)写出实验中检查、分析电路故障的方法,总结查找故障的体会。(6)运用Multisim仿真软件仿真。实验三 验证戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定一、实验目的(1)验证戴维南定理的正确性,加深对该定理的理解。(2)掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二、原理说明(1)任何一个线性含源网络,如果仅研究其中一条支路的电压和电流,则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络(或称为含源一端口网络)。

戴维南定理指出:任何一个线性有源网络,总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替,此电压源的电动势U等于这个有源s二端网络的开路电压U,其等效内阻R等于该网络中所有独立源均oc0置零(理想电压源视为短接,理想电流源视为开路)时的等效电阻。(2)有源二端网络等效参数的测量方法

① 开路电压、短路电流法测R0

在有源二端网络输出端开路时,用电压表直接测其输出端的开路电压 U,然后再将其输出端短路,用电流表测其短路电流I,则等ocsc效内阻为。

② 伏安法测R 0

用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线,如图 2-3-1 所示。根据外特性曲线求出斜率tanφ,则内阻。图2-3-1

③ 半电压法测R 0

如图 2-3-2 所示,当负载电压为被测网络开路电压的一半时,负载电阻(由电阻箱的读数确定)即为被测有源二端网络的等效内阻值。图2-3-2 半电压法测R0

④ 零示法测U OC

在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时,用电压表直接测量会造成较大的误差。为了消除电压表内阻的影响,往往采用零示测量法,如图2-3-3所示。图2-3-3 零示法测UOC

零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较,当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时,电压表的读数将为“0”。然后将电路断开,测量此时稳压电源的输出电压,即为被测有源二端网络的开路电压。三、实验设备

本实验所需实验设备如表2-3-1所示。表2-3-1 实验设备列表四、实验内容

被测有源二端网络如图2-3-4(a)所示。图2-3-4 验证戴维南定理(1)用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的U、OCR。按图2-3-4(a)接入稳压电源U=12V和恒流源I=10mA,不接入0ssR。测出U和I,计算出R,并记录在表2-3-2中。LOCsc0表2-3-2 U 和I 测量值记录表OCSC(2)负载实验

按图 2-3-4(a)接入 R。改变 R阻值,测量有源二端网络的外LL特性曲线,并记录在表2-3-3中。表2-3-3 原电路电压电流测量值记录表(3)验证戴维南定理:从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻 R之值,然后令其与直流稳压电源(调到步骤“1”时所测得的0开路电压U之值)相串联,如图2-3-4(b)所示,仿照步骤“2”OC测其外特性,并记录在表2-3-4中。表2-3-4 等效后电压电流测量值记录表(4)有源二端网络等效电阻(又称入端电阻)的直接测量法,见图2-3-4(a)。将被测有源网络内的所有独立源置零(将电流源IS断开,去掉电压源U,并在原电压源所接的两点用一根短路导线相S连),然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆挡去测定负载 R开路L时 A、B两点间的电阻,此即为被测网络的等效内阻R,或称网络的0入端电阻R。i五、实验注意事项(1)测量时应注意电流表量程的更换。(2)步骤“4”中,电压源置零时不可将稳压源短接。(3)用万用表直接测R时,网络内的独立源必须先置零,以免0损坏万用表。其次,欧姆挡必须经调零后再进行测量。(4)用零示法测量U时,应先将稳压电源的输出调至接近于OCU,再按图2-3-3测量。OC(5)改接线路时,要关掉电源。六、预习思考题(1)在求戴维南等效电路时,作短路试验,测 I的条件是什么?SC在本实验中可否直接作负载短路实验?请实验前对线路图 2-3-4(a)预先作好计算,以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。(2)说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法,并比较其优缺点。七、实验报告(1)理论计算开路电压和等效内阻。(2)根据(1)、(2)、(3)和(4)的几种方法测得的U值和OCR值与预习时对电路计算的结果作比较,你能得出什么结论。0(3)根据步骤2、3分别绘出曲线,验证戴维南定理的正确性,并分析产生误差的原因。(4)运用Multisim仿真软件进行仿真。实验四 典型电信号的观察与测量一、实验目的(1)熟悉示波器以及函数信号发生器各旋钮、开关的作用及其使用方法。(2)初步掌握用示波器观察电信号波形,定量测出正弦信号和脉冲信号的波形参数。二、实验说明(1)交流电信号有的按正弦规律变化,有的按三角或其他规律变化。按正弦规律变化的交流信号叫正弦波信号,按三角规律变化的交流信号叫三角波信号,还有方波等脉冲信号。它们都是常用的电激励信号,由函数信号发生器提供。(2)无论哪种信号,都有自己的波形图。电子示波器就是一种观察信号图形和测量电信号参数的仪器,它可定量地测出电信号的波形参数,从荧光屏的Y轴刻度尺并结合其量程分挡选择开关(Y轴输入电压灵敏度V/cm分挡选择开关)读得电信号的幅值;从荧光屏的X轴刻度尺并结合其量程分挡选择开关(时间扫描速度s/cm分挡选择开关),读得电信号的周期、相位、相位差等参数。为了完成对各种不同波形、不同要求的观察和测量,它还有一些其他的调节和控制旋钮。一台双踪示波器可以同时观察和测量两个信号波形。三、实验设备

本实验所需实验设备如表2-4-1所示。表2-4-1 实验设备列表四、实验内容

1.双踪示波器的自检

将示波器面板部分的“标准信号”插口,通过示波器专用同轴电缆接至双踪示波器的Y轴输入插口Y或Y端,然后开启示波器电源,AB指示灯亮。稍后,协调地调节示波器面板上的“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等旋钮,使在荧光屏的中心部分显示出线条细而清晰、亮度适中的方波波形;通过选择幅度和扫描速度,并将它们的微调旋钮旋至“校准”位置,从荧光屏上读出该“标准信号”的幅值与频率,并与标称值(2V, 1kHz)作比较,如相差较大,请指导老师给予校准。

2.正弦波信号的观测(1)将示波器的幅度和扫描速度微调旋钮旋至“校准”位置。(2)通过电缆线,将信号发生器的正弦波输出口与示波器的YA插座相连。(3)接通信号发生器的电源,选择正弦波输出。通过相应调节,使输出频率分别为1kHz、1.5kHz和20kHz,记入表2-4-2中。(幅度大小适合)表2-4-2 正弦信号周期测量记录表

再使输出幅值分别为有效值0.5V、1V、3V(由交流毫伏表读得)。调节示波器Y轴和X轴的偏转灵敏度至合适的位置,从显示屏上读得幅值及周期,记入表2-4-3中。(频率为1kHz)表2-4-3 正弦信号幅值测量记录表

3.方波脉冲信号的观察和测定(1)将函数信号发生器的波形选择开关置“方波”位置。(2)调节方波的输出幅度为 2.0V (用示波器测定),分别P-P观测1000Hz、1.5kHz 和20kHz方波信号的波形参数,记入表2-4-4中。(3)使信号频率保持在3kHz,选择不同的幅度及脉宽,观测波形参数的变化。表2-4-4 方波信号周期测量记录表五、实验注意事项(1)调节仪器旋钮时,动作不要过猛,示波器的辉度不要过亮。(2)调节示波器时,要注意触发开关和电平调节旋钮的配合使用,以使显示的波形稳定。(3)作定量测定时,“t/div”和“v/div”微调旋钮应旋置“标准”位置。(4)为防止外界干扰,函数信号发生器的接地端与示波器的接地端要连接在一起(称共地)。(5)毫伏表开机后的状态为自动状态,因此开机后不要动AUTO/MAIN按钮。六、实验报告(1)整理数据表格,画出信号波形(任选两个),并标出“Y轴灵敏度”开关及“X轴扫描速率”开关的挡位(标尺)。(2)总结实验中所用仪器的使用方法,及观测电信号的方法。(3)欲使荧光屏上显示的波形个数多一些,应调节哪一个旋钮?(4)欲使荧光屏上显示的波形幅度大一些,应调节哪一个旋钮?(5)欲使荧光屏上显示的波形清晰一些,应调节哪一个旋钮?(6)欲使荧光屏显示得稳定一些,应调节哪一个旋钮?实验五 三相交流电路电压、电流的测量一、实验目的(1)掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法,验证这两种接法的线电压、相电压,线电流、相电流之间的关系。(2)充分理解三相四线供电系统中中线的作用。二、原理说明

三相负载可作星形(称“Y”形)联接,又可作三角形(称“△”接)联接。(1)三相对称负载作Y形联接时,有:,I=ILP

当采用三相四线制接法时,流过中线的电流I =0,所以可以省O去中线。

当对称三相负载作△形联接时,有:,U=ULP(2)不对称三相负载作Y联接时,必须采用三相四线制接法。而且中线必须牢固联接,以保证满足三相负载中每相负载额定电压的要求。三、实验设备

本实验所需实验设备如表2-5-1所示。表2-5-1 实验设备列表四、实验内容

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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