电工基础实验项目及内容.doc

成都航空职业技术学院——电工实验指导书1《电工基础》实验项目及内容实验一 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的方法二、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多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律，即对电路中的任一节点而言，应有∑I=0；对任何一个闭合回路而言，应有∑U=0运用上述定律时，必须注意预先设定电流的参考方向和电压的参考极性三、实验设备序号 名称 型号与规格 数量 备注1 直流可调稳压电源 0-30V 二路2 万用表 13 直流数字电压表 0-200V 1 自备4 电位、电压测定实验电路板 1 DGJ-03四、实验内容利用 DGJ-03 实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，天煌实验台按图 1-1 接线图 1-11、实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向图中的 I1、I 2、I 3 的方向已经设定三个闭合回路的电流正方向可设为 ADEFA、 BADCB、FBCEF2、分别将两路直流稳压电源接入电路，令 U1=6V，U 2=12V3、熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、—”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£«£­6VU1R RRR R1 234 55105105103301KA BCDEF£«£­12VU2I1 I2I3 mAµçÔ´²åÍ·µçÁ÷²å×ù£« £­成都航空职业技术学院——电工实验指导书25、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，并记录被测量I1（mA）I2（mA）I3（mA）U1（V）U2（V）UR1（V）UR2（ V）UR3（V）UR4（V）UR5（V）计算值测量值相对误差五、实验注意事项1、本实验线路板系多个实验通用，DGJ-03 上的 K3 应拨向 330Ω 侧，三个故障按键均不得按下2、所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源指示为准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，可读出电压或电流值若用数字电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值但应注意：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5、注意仪表量程的更换六、实验报告1、根据实验数据，选定实验电路中的任一节点，验证 KCL 的正确性。

2、根据实验数据，选定实验电路中的任一闭合回路，验证 KVL 的正确性3、将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重复 1、2 两项验证4、误差原因分析5、心得体会及其它成都航空职业技术学院——电工实验指导书3实验二 正弦稳态交流电路相量的研究一、实验目的1、研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系2、掌握日光灯线路的接线3、理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法二、原理说明1、在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支中的电流值,用交流电压表测得回路各元件两端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律，即 和i 0 0U2、如图 2-1 所示的 RC 串联电路，在正弦稳态信号 的激励下， 与 保持有 90°URUC的相位差，即当阻值Ｒ改变时， 的相量轨迹是一个半圆， 、 与 三者形成一个直UR角形的电压三角形，如图 2-2 所示R 值改变时，可改变 φ 角的大小，从而达到移相的目的图 2-1 图 2-23、日光灯线路如图 2-3 所示，图中 A 是日光灯管，L 是镇流器，S 是启辉器，C 是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（cosφ 值） 。

有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料图 2-3三、实验设备成都航空职业技术学院——电工实验指导书4序号 名称 型号与规格 数量 备注1 三相自耦调压器 12 交流电压表 0-500V 13 交流电流表 0-5A 14 功率因数表 1 DGJ-075 白炽灯组 25W/220V 1-3 DGJ-046 镇流器 与 30W 灯管配用 1 DGJ-047 电容器 1uf,2.2uf, 4.7µf/500V 各 1 DGJ-048 启辉器 与 30W 灯管配用 1 DGJ-049 日光灯灯管 30W 1 屏内10 电流插座 3 DGJ-04四、实验内容1、用两只 25W /220V 的白炽灯泡和 4.7µf/500V 电容器组成加图 2-1 所示的实验电路，经指导老师检查后，接通市电 220V 电源，将自耦调压器输出调至 220V记录 U、U R、U C值 ,验证电压三角形关系测量值 计算值白炽灯盏数U(V) UR(V) UC(V) U’(V) φ212、日光灯线路接线与测量图 2-4按图 2-4 组成线路，经指导教师检查后按下闭合按钮开关，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉点亮为止，记下三表的指示值。

然后将电压调至220V，测量功率 P，电流Ｉ，电压 等值，验证电压、电流相量关系ULA,成都航空职业技术学院——电工实验指导书5测量值 计算值P(W) cosφ I(A) U(V) UL(V) UA(V) r(Ω) cosφ启 辉 值正常工作值3、并联电路——电路功率因数的改善按图 2-5 组成实验线路.图 2-5经指导老师检查后，按下绿色按钮开关调节自耦调压器的输出调至 220V，记录功率表，电压表读数，通过一只电流表和三个电流取样插座分别测得三条支路的电流,改变电容值，进行三次重复测量电容值 测 量 数 值 计 算 值(F) P(W) U(V) I(A) IL(A) IC(A) cosφ I’(A) cos12.24.7五、实验注意事项1、本实验用交流市电 220V，务必注意用电和人身安全2、在接通电源前，应将自耦调压器手柄置在零位上3、功率表要正确接入电路，读数时要注意量程和实际读数的折算关系4、线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好六、实验报告1、完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析2、根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。

3、讨论改善电路功率因数的意义和方法4、装接日光灯线路的心得体会及其他成都航空职业技术学院——电工实验指导书6实验三 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， 验证这两种接法下线、相电压及线、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1、三相负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称"△"接)当三相对称负载作Y 形联接时，线电压 UL是相电压 Up的 倍线电流 IL等于相电流 Ip，即3UL＝ ，I L＝I pP3在这种情况下，流过中线的电流 I0＝0， 所以可以省去中线当对称三相负载作△形联接时，有 IL＝ Ip， U L＝U p32、不对称三相负载作 Y 联接时,必须采用三相四线制接法，即 Yo接法而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用 Y0接法3、当不对称负载作△接时，I L≠ Ip，但只要电源的线电压 UL对称，加在三相负载上3的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。

三、实验设备序号 名 称 型号与规格 数量 备注1 交流电压表 0～500V 12 交流电流表 0～5A 13 万用表 1 自备4 三相自耦调压器 15 三相灯组负载 220V， 15W 白炽灯 9 DGJ-046 电门插座 3 DGJ-04四、实验内容1、三相负载星形联接（三相四线制供电）按图 3-1 线路组接实验电路即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源将成都航空职业技术学院——电工实验指导书7三相调压器的旋柄置于输出为 0V 的位置（即逆时针旋到底） 经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为 220V，并按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压将所测得的数据记入表 3-1 中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用　　　　　　　　　　　图 3-1表 3-1开灯盏数 线 电 流 （ A） 线 电 压 （ V） 相 电 压 （ V）测量数据实验内容（负载情况）A相B相C相IA IB IC UAB UBC UCA UA0 UB0 UC0中线电流 I0(A)中点电压UN0(V)Y0接 平 衡 负 载 3 3 3Y 接 平 衡 负 载 3 3 3Y0接 不 平 衡 负 载 1 2 3Y 接 不 平 衡 负 载 1 2 3Y0 接 B 相断开1 3Y 接 B 相断开 1 3Y 接 B 相短路 1 32、负载三角形联接（三相三线制供电）按图 3-2 改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出线电压为 220V，并按表 3-2 的内容进行测试。

0380V380V380VQSFU380V成都航空职业技术学院——电工实验指导书8图 3-2表 3-2开 灯 盏 数线电压=相电压（V）线电流（A）相电流（A）测量数据负载情况A-B相B-C相C-A相UAB UBC UCA IA IB IC IAB IBC ICA三相平衡 3 3 3三相不平衡1 2 3五、实验注意事项1、本实验采用三相交流市电，线电压为 380V， 应穿绝缘鞋进实验室实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生2、每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则3、星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故4、为避免烧坏灯泡，DGJ-04 实验挂箱内设有过压保护装置当任一相电压＞245～250V时，即声光报警并跳闸因此，在做 Y 接不平衡负载或缺相实验时，所加线电压应以最高相电压＜240V 为宜六、预习思考题1、三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？2、复习三相交流电路有关内容， 试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？3、本次实验中为什么要通过三相调压器将 350V 的市电线电压降为 220V 的线电压使用？七、实验报告1、用实验测得的数据验证对称三相电路中的 关系。

32、用实验数据和观察到的现象， 总结三相四线供电系统中中线的作用3、不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？4、根据不对称负载三角形联接时的相电流值作相量图， 并求出线电流值，然后与实验测得的线电流作比较，分析之成都航空职业技术学院——电工实验指导书95、心得体会及其他。