电工学实验
电工学实验-电路元件伏安特性的测绘
02
实验原理
电路元件伏安特性的定义与分类
定义
电路元件的伏安特性指的是元件 两端电压与通过元件的电流之间 的关系特性。
分类
线性元件和非线性元件。线性元 件的伏安特性可以用一条直线表 示，而非线性元件的伏安特性则 不能用一条直线表示。
测绘电路元件伏安特性的基本方法
01
02
03
逐点测绘法
逐点记录电压和电流值， 然后绘制出伏安特性曲线。
加强理论与实践结合
在未来的学习和实践中，我将更加注重理论与实践的结合，通过实际操作和项目实践来加 深对理论知识的理解和应用。
感谢您的观看
THANKS
注意观察和记录实验过程中的 异常现象，以便后续分析。
数据记录和处理
详细记录实验过程中测量的电压和电 流数据。
通过数据处理软件或表格进行数据分 析和处理，得出结论。
根据记录的数据绘制伏安特性曲线， 分析电路元件的特性。
04
实验结果分析
数据整理与图表绘制
数据整理
将实验测得的数据进行整理，包括电 流、电压、电阻等参数，确保数据的 准确性和完整性。
搭建实验电路
根据实验要求选择适 当的电路元件，如电 阻器、电感器、电容 器等。
接入电源和测量仪表， 确保电路连接正确无 误。
在实验电路板上合理 布局电路元件，并使 用导线连接它们。
进行实验测量
开启电源，逐渐调节滑动变阻 器，观察并记录电路元件的伏 安特性数据。
在不同阻值的条件下，重复进 行实验测量，以获得更全面的 数据。
图表绘制
根据整理后的数据，绘制电流-电压曲 线图，清晰地展示电路元件的伏安特 性。
电路元件伏安特性的分析
线性元件分析
电工学实验讲义
实验一 电路元件伏安特性的测绘一、实验目的1. 学会识别常用电路元件的方法。
2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘。
3. 掌握实验箱上直流电工仪表和设备的使用方法。
二、原理说明任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系I ＝f(U)来表示，即用I -U 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
1. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过 坐标原点的直线，如图1-1中a 所示，该直线 的斜率等于该电阻器的电阻值。
2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于 高温状态， 其灯丝电阻随着温度的升高 而增大，通过白炽灯的电流 越大，其温度 越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻” 与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图1-1中b 曲线所示。
图1-13. 一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性如图1-1中 c 所示。
正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V ，硅管约为0.5～0.7V ），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。
可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。
4. 稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图1-1中d 所示。
在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将基本维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压仅有少量增加。
注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。
三、实训设备四、实验内容1. 测定线性电阻器的伏安特性按图1-2接线，调节稳压电源的输出电压U，从0 伏开始缓慢地增加，一直到10V左右，记下相应的电压表和电流表的读数U R、I。
电工学 实验1(1) 叠加定理的验证
四、实验原理
1．线性电路的叠加性：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，任何一条支路的电流或电压，都可以看成是由每一个独立源单独作用时在该支路所产生的电流或电压的代数和。
2．线性电路的齐次性：当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即电路中各支路的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。
某独立源单独作用是指：在电路中将该独立源之外的其他独立源“去掉”，即电压源用短路线取代，电流源用开路取代，受控源保持不变。
对含非线性元件（如二极管）的电路，叠加原理不适用；叠加原理一般也不适用于“功率的叠加”，P ＝（Σ I ）·（ΣU ）≠Σ IU
五、实验预习要求，在实验报告本上完成以下内容
1．写出本实验用到的仪器、设备及型号； 2．画出实验电路接线图及数据表格；
3．根据图3.1中各元件参数计算表格3.1中各项理论值
4．回答思考问题：叠加原理中E 1、E 2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E 1或E 2）置零（短接）？
六、实验内容与步骤
实验线路如图3.1所示，中虚线的地方用导线连接起来。
510Ω
510Ω
1kΩ
6 V
12 V
A
B
C
D
I1
I2
I3
E1
E2
S1S2
图3.1 实验电路。
电工学实验
实验一 直流电路实验一：实验目的1、初步熟悉实验台的布局和使用。
2、学习直流电压表、直流电流表和直流稳压电源的使用和量程选择。
3、学习电路的接线方法。
4、学习验证基尔霍夫定律、叠加定理及戴维南定理的方法。
二：原理说明1、叠加原理在线性电路中，每一个元件上的电压或电流均可视为各个激励源（电压源或电流源）单独作用时，在该元件上产生的电压分量或电流分量的代数和。
2、基尔霍夫电流定律任一瞬间，流入某一节点的电流之和等于从该节点流出的电流之和。
基尔霍夫电压定律：任一瞬间，电路中的任一回路各段电压的代数和恒等于0。
3、戴维南定理任何一个线性含源网络，对外部电路而言，总可以用一个理 想电压源与一个电阻相串联的有源支路来代替，这个理想电压源的电压等于原网络a 、b 端口的开路电压U abo ，这个电阻R abi 等于原网络中所有独立源均除去（即电压源短路，电流源开路）后从a 、b 端口看进去的入端等效电阻。
因此，我们把这两个很重要的物理量U abo 和R abi 叫作“戴维南参数”。
戴维南参数的获取有计算法和实验法。
计算法就是用戴维南定理以及解复杂电路的有关方法计算出U abo 和R abi 实验法有：（1）用欧姆表去测量激励源经无源化处理后a 、b 端口的电阻R abi（2）用直流电压表去测a 、b 端口的开路电压U abo ，用直流电流表去测a 、b 端口的短路电流I abs ，然后用公式R abi =IabsUabo计算，就可得到戴维南参数。
三：验前的预习与练习1、复习教科书中有关叠加原理和戴维南定理的内容。
2、对于图1—1所示的电路，用叠加原理计算出各支路上的电流和各元件的上的电压。
即计算E 1、E 2单独作用时的电流、电压值，E 1和E 2共同作用时的电压、电流值， 并将计算出的电压、电流值填入表1—1中。
3、在图1—1中，将R 3支路断开，计算a 、b 端口的戴维南参数U abo 、R abi 、I abs ，将计算值填入表1—3中。
电工学原理(实验)
一． 电子仪器仪表使用（1）【实验目的】1. 学习正确使用数字万用表和直流稳压电源；2. 验证叠加原理及基尔霍夫定律；3. 加深对线性电路中参考方向和实际方向以及电压、电流正负的认识。
【相关知识要点】1. 叠加原理：在任一线性网络中，多个激励同时作用的总响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。
叠加定理是线性电路普遍适用的基本定理，它是线性电路的重要性质之一。
应用叠加定理可以把一个复杂电路分解成几个简单电路来研究，如图1.4.1所示，然后将这些简单电路的研究结果叠加，便可求得原来电路中的电流或电压。
原电路BBBE 1 单独作用图1.4.18 叠加原理AAAE 2 单独作用R 1R 1E 1E 1E 2I 1R 3R 3R 3R 2R 2I 2I 2’I 1’I 3I 3’I 1’’I ’’23I ’’R 1E 2R 2"I 'I I "I 'I I " I 'I I 333222111 +=+=+=图1.4.1 叠加定理示意图2. 基尔霍夫定律：基尔荷夫电流定律(KCL):对任一节点,在任一时刻,所有各支路电流的代数和恒等于零。
即:∑I ＝0 (若流入节点为正，则流出节点为负)基尔荷夫电压定律(KVL):沿任一绕行回路,在任一时刻,所有支路或元件电压的代数和恒等于零。
即:∑U ＝0 （若与绕行方向相同为正，则与绕行方向相反为负）【预习与思考】1. 掌握叠加原理、基尔霍夫定律等理论。
2. 计算图1.4.1中负载支路的电压U L 、电流I L ，将所得值记入表1.4.1中。
3. 叠加原理中，两个电源同时作用时在电路中所消耗的功率是否也等于两个电源单独作用时所消耗的功率之和？为什么？【注意事项】1. 在使用万用表测量时，注意电压、电流、欧姆等档次的选择，切忌用电流档测电压（即与被测元件并联）。
2. 一定要在电源断开的情况下，才能用万用表测电阻。
3. 在使用稳压电源时，只允许按下一个琴键按钮，切勿将几个选择按钮同时压下，使几组互相独立的电源并联在同一个电压表上，而将几个电源相互短路造成仪器的损坏。
电工学实验报告
电工学实验报告一、引言电工学是电子工程的基础学科之一，通过实验可以深入了解电工学的原理和应用。
本实验报告旨在总结实验过程及结果，提供详细的数据和分析，以便更好地理解电工学的相关概念和实际应用。
二、实验目的1. 熟悉实验室中常用的电工学实验仪器和设备。
2. 学习电阻、电容和电感的基本特性及其在电路中的应用。
3. 掌握电流、电压和功率的测量方法。
4. 实验中培养出准确记录数据、分析结果和解决问题的能力。
三、实验仪器和设备1. 直流电源2. 电位器3. 电压表4. 电流表5. 电阻箱6. 电容箱7. 电感箱8. 万用表9. 连线电缆四、实验内容及步骤1. 电阻实验a. 使用电阻箱组装一系列不同电阻值的电路。
b. 通过电流表和电压表测量电路中电流和电压的值。
c. 记录测量值，并计算得到每个电阻的电阻值。
d. 分析电流、电压和电阻之间的关系。
2. 电容实验a. 使用电容箱组装一个RC电路。
b. 使用直流电源提供电源电压。
c. 使用万用表以不同的时间间隔测量电路中电压值。
d. 记录测量值，绘制电压随时间变化的曲线。
e. 分析电压变化曲线并计算得到电容器的容值。
3. 电感实验a. 使用电感箱组装一个RL电路。
b. 使用直流电源提供电源电压。
c. 使用万用表测量电路中电流随时间的变化。
d. 记录测量值，绘制电流随时间变化的曲线。
e. 分析电流变化曲线，计算得到电感器的电感值。
五、实验结果与数据分析1. 电阻实验结果和数据分析根据测量的电流和电压值，计算出了不同电阻的电阻值。
根据Ohm定律，我们发现电流与电压之间呈线性关系，电阻值等于电压除以电流。
通过对比理论值和实际测量值之间的差异，可以评估测量可靠性。
2. 电容实验结果和数据分析根据测量的电压随时间变化的曲线，我们可以得出电容器的容值大小。
同时，观察曲线的斜率可以评估电路中的RC时间常数，从而了解电容器和电阻器对电路响应的影响。
3. 电感实验结果和数据分析根据测量的电流随时间变化的曲线，我们可以计算电感器的电感值。
电工学实验报告
电工学实验报告
一、实验目的
本次电工学实验主要是通过测量电路中电流、电压、电阻等手段，加深对电路中基本元器件的认知，以及学会使用万用表、示
波器等仪器进行电路测试。
二、实验仪器和材料
1.电源
2.万用表
3.电阻箱
4.示波器
5.导线、电池等材料
三、实验步骤
1. 实验一：电路分析
将电源、电阻（可变电阻）、导线等器材连接成一个简单的电路，用万用表测量电路中电流、电压等指标，并进行记录和分析，以加深对电路基本元件的理解。
2. 实验二：电压和电流的测量
用万用表分别测量单个电池电压和串联电路的电压，并用示波器测量电路中的电流，并进行分析和研究。
3. 实验三：电阻计算
通过电阻箱替换不同大小的电阻器，测量电路中电阻的变化，学会如何进行电阻计算。
四、实验结果分析
通过以上实验操作，我们可以得到电路的实际电压、电流、电阻等基本指标，分析电路中各元件的作用和规律，达到了对电路基本原理的加深认识，同时还学会了使用万用表、示波器等仪器进行电路测试的技巧和方法。
五、实验结论
通过本次电工学实验，我们充分了解了电路中各种元件的作用及使用方法，并且掌握了一系列电路实验的基本技能，不仅提高了我们对电学知识的理论掌握程度，同时也增加了对电学知识的实际应用能力。
总之，本次电工学实验不仅是对课堂知识的实际应用，同时也是对学习的巩固和加深，从中学到的技能和经验将会有益于我们今后的学习和工作，为我们未来的发展奠定更加坚实的基业。
电工学实训实验报告
一、实验目的本次电工学实训实验旨在通过实际操作，使学生掌握电工学的基本知识和技能，提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。
通过本次实验，使学生能够：1. 熟悉电工工具和仪器的使用方法；2. 掌握电路元件的识别和连接方法；3. 学会电路的测量和调试技巧；4. 了解电路的基本工作原理；5. 培养团队协作和沟通能力。
二、实验内容1. 电路元件的识别和连接（1）识别电路元件：本实验中，我们学习了电阻、电容、电感、二极管、三极管等常用电路元件的识别方法。
（2）连接电路：根据电路图，我们将电路元件正确连接，确保电路的连通性和安全性。
2. 电路的测量和调试（1）测量电压和电流：使用万用表测量电路中的电压和电流，了解电路的工作状态。
（2）调试电路：根据电路要求，对电路进行调试，确保电路的正常工作。
3. 电路的基本工作原理（1）电阻、电容、电感的串并联电路：通过实验，了解电阻、电容、电感的串并联电路特点。
（2）放大电路：学习放大电路的基本原理，掌握放大电路的调试方法。
（3）整流电路：了解整流电路的工作原理，掌握整流电路的调试方法。
三、实验步骤1. 准备实验器材：电工工具、仪器、电路元件、电路板等。
2. 按照电路图连接电路元件，确保电路的连通性和安全性。
3. 使用万用表测量电路中的电压和电流，了解电路的工作状态。
4. 对电路进行调试，确保电路的正常工作。
5. 分析实验数据，总结实验结果。
四、实验数据记录1. 电阻、电容、电感的串并联电路：（1）串联电路：R1=10Ω，R2=20Ω，R串=30Ω；C1=10μF，C2=20μF，C串=30μF；L1=10H，L2=20H，L串=30H。
（2）并联电路：R1=10Ω，R2=20Ω，R并=6.67Ω；C1=10μF，C2=20μF，C并=33μF；L1=10H，L2=20H，L并=3.33H。
2. 放大电路：（1）放大倍数：A=100倍。
（2）输入信号电压：Vin=1V。
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实验一 日光灯电路及功率因数的提高
一、实验目的
1. 了解日光灯的工作原理；
2. 了解提高功率因数的意义；
3. 掌握提高感性负载功率因数的方法。
二、实验原理说明
1、日光灯各元件的联接及其工作过程
日光灯结构如图1-1所示，K 闭合时，日光灯管不导电，全部电压加在启辉器两触片之间，使启辉器中氖气击穿，产生气体放电，此放电产生的一定热量使双金属片受热膨胀与固定片接通，于是有电流通过日光灯管的灯丝和镇流器。
短时间后双金属片冷却收缩与固定片断开，电路中的电流突然减小；根据电磁感应定律，这时镇流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯管两端电压产生 400至 500V 高压，灯管气体电离，产生放电，日光灯点燃发亮。
日光灯点燃后，灯管两端的电压降为100V 左右，这时由于镇流器的限流作用，灯管中电流不会过大。
同时并联在灯管两端的启辉器，也因电压降低而不能放电，其触片保持断开状态。
2、功率因数提高的意义和方法
对于一个无源一端口网络，如图1-2所示，其所吸收的有功功率P=UIcos Φ其中 cos Φ 称为功率因数。
要提高感性负载的功率因数，可以用并联电容器的办法，使流过电容器中的无功电流分量与感性负载中的无功电流分量互相补偿，以减小电压和电流之间的相位差，从而提高了功率因数。
提高负载的功率因数有很大的经济意义，一方面它可以充分发挥电源设备的利用率，另一方面又可以减少输电线路上的功率损失，提高电能的传输效率。
图1-1 日光灯电路
三、实验设备
表1-1 实验仪器和设备
序号名称型号与规格
按表1-2并联电容C，令U=220V不变，将测试结果填入表1-2 中。
实验接线图
五、注意事项
1、测电压、电流时，一定要注意表的档位选择，测量类型、量程都要对应。
2、功率表电流线圈的电流、电压线圈的电压都不可超过所选的额定值。
3、自耦调压器输入输出端不可接反。
4、各支路电流要接入电流插座。
5、注意安全，线路接好后，须经指导教师检查无误后，再接通电源。
六、报告要求
1、若直接测量镇流器功率，功率表应如何接线，作图说明。
2、说明功率因数提高的原因和意义。
3、收获体会及其他。
实验二三相负载星形连接
一、实验目的
1．熟悉三相负载作星形连接的方法。
2．学习和验证三相负载对称与不对称电路中，相电压﹐线电压之间的关系。
3．了解三相四线制中中线的作用。
二、实验原理：
三相负载作星形连接时，如图2—1所示。
实验板布置图
B
图2—1
当三相负载对称或不对称的星形连接有中线时，线电压与相电压均对称，且
相线U U 3=。
而且线U 超前与
相U ︒30。
当三相负载不对称又无中线连接时，此时将出现三相电压不平衡﹑不对称的现象，导致三相不能正常工作，为此必须有中线连接，才能保证三相负载正常工作。
从上述理论中，考虑到三相负载对称与不对称连接又无中线时某相电压升高，影响负载的使用时间，同时考虑到实验的安全，故将三相电压降低到220V 的相电压作实验。
三﹑实验仪器设备： 1、三相负载箱一个 2、电流T15-MA 一只 3、万用表500型一只 4、连接导线若干
四、实验内容及步骤： 实验板布置图如图所示。
将实验台供电箱的三相电源A 、B 、C 、O 对应接到负载箱上。
再接成星形连接，即X 、Y 、Z 、O 连接。
1、上供电箱上三相开关，用电流表插头及电压表进行下列情况的测量。
并将数据记入表内。
2、负载对称有中线，将三相负载箱上的开关全部打到接通位置。
3、负载对称无中线，即断开中线。
4、负载不对称有中线，将A 相的KAI 开关断开。
5、负载不对称无中线。
上述数据作完，请老师检查数据后，方可整理好实验台。
五、填写实验报告：
1、分析负载不对称又无中线连接时的数据。
2、中线有何作用？ 六、注意事项：
1、电压电流表测量时，一定要注意表的量程。
2、每测一次，改变负载连接方式都要断开电源开关。
3、如何接线才能利用电流测量插孔测得中性线电流？
实验三 三相负载三角形连接
一、实验目的：
1、熟悉三相负载作三角形连接的方法。
1、验证负载作三角形连接时，对称与不对称的线电流与相电流之间的关系。
二、实验原理：
三相负载三角形连接时如下图所示。
1、当三相负载对称连接时，其线电流、相电
流之间的关系为相线I I 3=，且相电流超前
线电流︒30。
2、当三相负载不对称作三角形连接时，将导致两相的线电流、一相的相电流发生变化。
此时，I 线与I 相无3的关系。
3、当三角形连接时，一相负载断路时，如下图3-2所示。
此时只影响故障相不能正常工作，其余两相仍能正常工作。
4、当三角形连接时，一条火线断线时如下图3-2所示。
此时故障两相负载电压小于正常电压，而BC相仍能够正常工作。
图3-2
三、实验仪表设备：
1、三相负载箱一台
2、电流表T
—MA一只 3、电压表一只
15
四、预习要点：
1、实验板上一相负载，电流插孔只有一个，如何通过适当接线使其可测线电流，又如何接线使其可测相电流？测相电流时，电流插孔又是对应那一相的电流？
五、实验步骤及内容：
实验板布置图见实验二。
接线参照图3-3。
1、参照下图将负载箱接成三角形的负载。
2、合上供电箱的开关，进行下列负载接法的测量并将数据记入表内。
（3）一相负载短路，短开KAI.KA2开关。
（4）一相火线断线，开关全部接通，取掉A相火线。
上述内容作完后，数据经老师检查后方可整理实验台，离开实验室。
五、填写实验报告：
1、负载作三角形连接时，从实验的数据作
I与线I之间关系的计算。
二者之
相
间的关系是什么？
2、对各种情况负载下用实验的数据进行分析。
说明了什么？
图3-3
实验五三相异步电动机的起动和调速
一、实验目的：
1、通过实验熟悉异步电动机的起动设备和起动方法。
2、熟悉异步电动机的调速原理和调速方法。
二、实验内容：
1、笼型异步电动机的起动。
2、绕线转子异步电动机的起动。
3、异步电动机的调速。
三、预习要点：
1、为什么笼型异步电动机降压起动不适用于重载起动？
2、绕线转子异步电动机所串电阻的大小对起动转矩有什么影响？
3、异步电动机的调速原理。
四、实验器材：
五、实验步骤和方法：
1、直接起动按图5-1接线。
先将开关Q2向上闭合，然后闭合电源开关Q，读取瞬时起动电流数值，记录于表5-1中。
2、星—三角形起动
仍按上图5-1接线。
先将开关Q2向下闭合，定子绕组为星形联结，然后电源开关Q1，读取起动电流数值，记录于表5-1中。
待电机转速稳定后，将开关氏Q2拉开，并迅速向上闭合，定子绕组换接三角形联结，电动机转入正常运行。
3、自耦变压器起动
选用起动补偿器，按图5-2接线。
抽头电压选60%电源电压。
先合上电源开关Q1，然后将起动补偿器的手柄扳至“起动”位置，此时电动机由自耦变压器供给低电压起动。
读取起动电流数值，记录于表5-1中。
待电动机转速稳定后，将手柄从“起动”位置拉开，并迅速合至“运行”位置，电动机起动过程结束。
4、绕线转子异步电动机起动
按如图5-3接线，先将起动变阻器手柄置于阻值最大位置，然后合上电源开关Q1起动电动机，读取起动电流数值，记录于表5-1中。
缓慢转动起动变阻器手柄，逐渐减小起动电阻，直至起动变阻器被切除，电动机进入稳定运行。
5、绕线转子导步电动机转子回路串电阻调速仍按图5-3接线，将电动机带一定负载起动后，改变转子电阻，观察转速变化，然后改变变阻器手柄位置，分别测量各电阻值所对应的电动机转速，并做记录。
6、鼠笼转子电机变极调速按图5-4的两种方式接线分别测出转速并记录。
六、实验报告：
1、比较异步电动机不同起动方法的特点和优、缺点。
2、从调速性能方面，对绕线转子异步电动机串电阻调速进行分析。