电工技术基础实验教学大纲

电工技术基础实验教学大纲（参考学时 50）一、实验的性质、目的和要求电工技术基础实验是以基础技能训练和能力培养为主线，从拓宽学生知识面，培养工程技术实际应用型人才入手，强化综合性、实际性，具有一定综合创新性工程适用技术实验。目的是通过实验使学生进一步巩固加深理论知识，提高学生应用实验方法、实验技能解决实际问题以及理论与实践相结合综合判断分析能力。在实验过程中要求做到：二、实验课的基本要求1实验仪器和仪表方面学会使用一些常用仪器仪表，如电压表、电流表、直流稳压电源、交流毫伏表、示波器、信号发生器、单相功率表、滑线变阻器、调压器、直流电桥、交流电桥的使用方法。2实验原理 善于应用理论知识融合于实验之中，能够画出实验原理图，合理布线，说明实验原理，初步的理论计算，实验中观察的波形、现象、故障以及实验数据，能够应用理论知识进行剖析论证，达到学以至用的效果。3.测试方法 学会一些常用的测试方法，如电流、电压、功率等物理量和电阻、电容、电感等元件参数的测量方法，信号波形的观察和特性曲线的测定方法。4.实验操作 能按照要求选择设备（设备容量、参数要适当，工作电压、电流不能超过额定值，仪表种类、量程、准确度等级合适，尽可能要求测量仪表对被测电路工作状态影响最小），合理布局并正确连接实验电路，正确进行操作与读取数据，有初步的分析判断能力并能排除一些简单故障。5.数据处理 能正确和熟练使用计算工具进行运算，合理处理数据，误差分析，对分析的结果进行判断。6.实验报告 会整理实验数据，正确绘制曲线和图表。对实验结果能作初步分析和解释，能写出合乎规格的实验报告。三、实验项目和内容1. 电路部分（1）基础性实验：电位、电压的测定及电路、电位图的测绘用实验证明电路中电位的相对性、电压的绝对性，掌握电路电位图的绘制方法。加深对参考方向的理解。a.选择参考点测电位b.测取两点电位之间的电压 c.绘制电路电位图 电路元件伏安特性的测绘学会识别常用电路元件的方法，掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试方法，掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。a.测定线性电阻器伏安特性b.测定半导体二级管的伏安特性c.测定稳压二级管的伏安特性基尔霍夫定律及叠加原理验证基尔霍夫定律及叠加原理的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解，对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解，学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。a.验证基尔霍夫电流定律I=0b.基尔霍夫电压定律V=0c.验证叠加原理d.加深对参考方向的理解电压源与电流源的等效变换测定直流稳压电源与电压源的外特性以及电流源的外特性、将一个参数为V和R串联组成的电压源换成一个参数为 IUR和Rs相并联的等效电源进行验证。a.测定直流稳压电源与电压源的外特性b.测定电流源的外特性c.测定电源等效变换的条件 戴维南定理的验证测量二端网络等效参数，Uoc、Isc、Ro验证戴维南定理的正确性，加深对该定律的理解。a.用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc、Isc、Rob.测量有源二端网络的外特性c.验证戴维南定理典型电信号的观察与测量熟悉实验装置上低频信号发生器、脉冲信号发生器的布局，各旋纽、开关的作用及其使用方法。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。a.双踪示波器的自检b.正弦波信号的观察及测量信号的频率、幅值c.方波脉冲信号的测定（2）应用性实验一阶、二阶响应的研究设计RC一阶电路的零输入响应，零状态响应及完全响应。学习电路时间常数的测量方法。用实验的方法来研究二阶动态电路的响应，了解电路元件参数对响应的影响。 a.设定RC一阶电路的零输入响应，零状态响应及完全响应b.学习电路时间常数的测量方法及改变电路参数的情况c.用实验方法来研究二阶动态的响应d.观察、分析二阶电路响应的三种状况轨迹及其特点 正弦稳态交流电路相量的研究研究容性负载两端并联电容提高功率因数，了解日光灯电路的工作原理及正确的连线方法。a.日光灯电路接线与测量b.并联电容电路功率因素的改善c.研究正弦稳态交流电路中电压、电流向量之间的关系受控源的实验研究设定几种受控源的控制系数和负载特性，初步掌握受控源线性电路的分析方法。a.测量受控源VCVS的转移特性U 2=f(U1)及负载特性U 2=f(I L)b.测量受控源VCCS的转移特性I L=f(U1)及负载特性I L=f(U 2)c.测量受控源CCVS的转移特性U 2=f(I1)及负载特性U 2=f(I L)d.测量受控源CCCS的转移特性I L=f(I1)及负载特性I L=f(U 2)（3）综合性实验：三表法测量交流电路等效参数学会用交流电压表、交流电流表、功率表测量元件的交流等效参数以及正确的连线。a.测取正弦交流激励下的元件值或阻抗值b.被测元件两端并联电容或串联电容来加以判别阻抗性质c.观察并测定功率表电压并联线圈前接法和后接法对测量结果的影响 R、L、C串联谐振电路的研究用实验的方法绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线，加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因素（电路Q值）的物理意义及其测量方法。a.测取R、L、C串联揩振电路的幅频特性曲线b.测定电路品质因数Q值交流电路负载的联接和测试三相交流负载作星形联接、三角形联接，在这两种接法下，测定线电压与相电压，线电流与相电流之间的关系。a.三相交流负载星形连接（三相四线制）在负载对称与不对称、断相的情况下测定线电压与相电压的关系b.三相交流负载星形连接（三相三线制）在负载对称与不对称、断相、短路的情况下测定线电压与相电压的关系 c.三相交流负载三角形连接在负载对称与不对称的情况下测定线电流与相电流之间的关系三相电路功率的测量用一瓦特表法、二瓦特表法测量三相电路有功功率，进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法。a.一瓦表法测定三相对称Y0 接以及不对称Y0接负载的总功率Pb.二瓦特表法测定三相负载接成Y形接法的情况下，三相负载对称与不对称的总功率c.二瓦特法测定三相负载接成形接法的情况下，三相负载对称与不对称的总功率2. 电机及控制部分（1）基础性实验单相变压器空载、短路实验通过空载、短路实验，确定单相变压器的参数及运行特性。a.测定单相变压器的变比b.测取空载特性U 0=f(I 0),P 0=f(U 0),cos0=f(U 0)c.测取短路特性P k、U k、cosk=f(I k)异步电动机直接启动、制动与正反转掌握三相交流电机定子绕组首末端的测定，测量启动电流和转速，掌握改变转向的方法。a.测定三相交流电机定子绕阻首末端b.三相异步电动机的启动c.三相异步电动机的制动与正反转三相异步电动机点动控制及交流接触器自锁控制熟悉三相异步电动机点动线路中各电器元件的结构、工作原理、型号规格、使用方法及其在线路中所起的作用，能正确地接线、调试及故障的排除，熟悉控制电路形成自锁的过程a.熟悉各电器设备，学会正确地选择和合理地使用b.按点动控制电器原理图联接线路，观察点动动作的情况c.按具有过载保护的自锁控制电路接线，观察自锁过程，改变电源进线的相序，观察现象三相异步电动机可逆运转控制牢固掌握三相异步电动机正反转控制电路的工作原理及控制电路的正确接线方法。a.检查各电器元件的质量情况，了解其使用方法b.将电路连成交流接触器联锁的正反转控制电路，观察电机作正反转的运行c.设置电路故障并进行排除（2）应用性实验相变压器的极性和联接组的测定用实验测定三相变压器绕组极性以及三相变压器的联接组别。a.测定三相变压器的极性：相间极性、原副方极性b.校验联接组别：Y/Y-12、Y/Y-6、Y/-11、Y/-5三相异步电动机星三角降压起动控制了解时间继电器的结构、工作原理及使用方法，掌握异步电动机星三角降压起动控制电路的工作原理及接线方法，熟悉这种电路故障的分析与排除。a.检查各电器元件的质量情况，了解其使用方法b.将电路连成三相异步电动机星三角降压起动控制电路，观察其起动过程c.熟悉这种电路的故障分析与排除方法（3）综合性实验三相同步发电机运行特性掌握三相同步发电机对称运行特性的测量方法，学会对称运行时稳态参数的测量。a.空载实验 在n = nN I=0条件下，测取空载特性曲线U 0 = f(If)b.三相短路试验 在n = nN 、U = 0 条件下,测取三相短路特性曲线Ik=f(If) 3.电工测量部分（1）基础性实验基本电工仪表的使用与测量误差的计算掌握电压表、电流表内阻的测量方法，熟悉电工仪表测量误差的计算方法。a.采用分流法测量电流表的内阻b.采用分压法测量电压表的内阻c.计算测量绝对误差与相对误差双口网络的测试掌握直流双口网络传输参数的测量技术，加深理解双口网络的基本理论。a.按同时测量法分别测定两个双口网络的传输参数b.将两个双口网络级联后，用两端口分别测量法测量级联后等效双口网络的传输参数精密万用电桥的使用学会用万用电桥测电阻、电容、电感。加深对交流电桥平衡条件的理解及其对测量方法产生的影响。a.了解精密万用电桥的测量范围b.测量电阻c.测量电容d.测量电感（2）应用性实验单相电度表的校验用功率表、电流表、电压表、秒表及负载对电度表进行校验。a.用功率表、秒表法校验电度表的准确度b.灵敏度的检查c.检查电度表的潜动是否合格直流单臂电桥和兆欧表的使用掌握电桥的比较法测量原理，学会正确使用单臂电桥进行测量。学会用兆欧表检查和测量电气设备或供电线路的绝缘电阻。a.了解直流单臂电桥的工作原理b.使用单臂电桥测量电阻c.了解兆欧表的结构，使用其测量绝缘电阻四、课时分配（50学时）1. 电工实验部分（26学时）（1）基础性实验（12学时）电位、电压的测定及电路、电位图的测绘 2 学时电路元件伏安特性的测绘 2 学时基尔霍夫定律及叠加原理 2 学时电压源与电流源的等效变换 2 学时 戴维南定理的验证 2 学时典型电信号的观察与测量 2 学时（2）设计性实验（6学时）一阶、二阶响应的研究 2 学时正弦稳态交流电路相量的研究 2 学时受控源的实验研究 2 学时（3）综合性实验（8学时）三表法测量交流电路等效参数 2 学时R、L、C、串联谐振电路的研究 2 学时交流电路负载的联接和测试 2 学时三相电路功率的测量 2 学时2.电机及控制