电工学实验指导书模板
电工学实验指导书(用)
实验须知实验是电工电子学课重要的实践性教学环节，通过实验使学生加深和巩固所学的理论知识，培养用理论知识分析和解决实际问题的能力，树立工程实际观点和严谨的科学作风．为了保证实验课达到预期的目的，学生须按下列要求去做：一、实验预习每次实验前，学生应详细阅读实验材料．明确本次实验的目的与任务，掌握必要的实验理论和方法，熟悉实验线路及内容，了解实验仪器和设备的使用方法，内容包括：1)实验目的。
2)实验电路图。
3)实验操作步骤。
4)实验教材中要求选择的仪器、仪表、数据表格和需要预先计算或设计的内容。
二、实验操作严谨的科学态度和正确的操作程序是进行实验的有效保证，因此实验中应做到：1)学生应按规定时间到实验室参加实验，认真听取指导教师讲解，迟到超过10分钟者不得参加实验。
2)实验前应仔细检查实验所用的仪器设备是否齐全和完好，是否与实验要求相符。
3)检查实验板或实验装置，察看有没有断线及脱焊等情况，同时要熟悉元器件的安装位置，便于实验时能迅速准确地找到测量点。
4)实验中使用的仪器设备要摆放整齐，有规律，易于接线、观察和读取数据，导线不要乱放。
5)电路的走线位置要合理，导线的粗细、长短要合适，接线柱要接触良好，并避免联接三根以上导线。
6)实验中若发现异常声音、气味、火花和冒烟等不正常现象时，应立即切断电源，待找出原因并排除故障后，经指导教师同意方可继续进行实验。
7)实验时不得高声喧哗，不准在室内抽烟和随地吐痰，应保持室内安静、清洁。
8)实验内容完成后，实验结果须经指导教师认可。
整理好实验仪器、设备和导线，做好环境的清理工作，请教师验收后，方可离开实验室。
9)室内仪器设备不准随意搬动、调换，非本次实验所用仪器设备，未经教师允许不得动用。
10)凡是违章操作损坏设备者，要写出事故原因．做书面检查，并按实验室有关条例处理。
三、实验报告实验报告是实验的全面总结，做完实验后应认真编写实验报告．实验报告应接在预习报告后面，其内容一般是，1)实验记录。
《电工学》实验指导书
《电工学》实验指导书实验一 戴维宁定理一、实验目的1.加深对戴维宁定理的理解；2.学习有源二端网络等效电动势和等效内阻的测量方法；3.熟悉稳压电源、数字万用表的使用；二、实验器材1.数字万用表 一块2.直流稳压电源 两台3.电阻 若干只4.导线 若干根5.面包板 两块三、实验原理简述任何一个线性有源二端网络都可以用一个电动势为E 、内阻为R 0 的等效电压源代替。
如图1-1所示。
等效电压源的电动势E 就是有源二端网络的开路电压U OC ，如图1-2（a ）所示。
等效电压源的内阻R O 就是有源二端网络除源后（有源二端网络变为无源二端网络）两端之间的等效电阻，如图1-2（b ）所示。
除源是指将原有源二端网络内所有电源的作用视为零，即将理想电压源视为短路、理想电流源视为开路。
（a ）原电路 （b ）戴维宁等效电路图1-1 戴维宁等效电路（a ）开路电压 （b ）等效电阻图1-2 等效量的求解在电路分析中，若只需计算某一支路的电流和电压，应用戴维宁定理就十分方便。
只要将该待求支路划出，其余电路变为一个有源二端网络，根据戴维宁定理将其等效为一个电压源，如图1-1（b ）所示。
只要求出等效电压源的电动势E 和内阻R O ，则待求支路电流即为LR R EI +=四、实验内容和步骤1.实验电路连接及参数选择实验电路如图1-3所示。
由R1、R2 和R3 组成的T 型网络及直流电源U S 构成线性有源二端网络。
可调电阻箱作为负载电阻R L。
图1-3 验证电路在实验台上按图1-3所示电路选择电路各参数并连接电路。
参数数值及单位填入表1-1中。
根据图1-3给出的电路及实验步骤1 所选择参数计算有源二端网络的开路电压U OC、短路电流I SC 及等效电阻R O 并记入表1-2中。
图1-4测开路电压U OC 图1-5 测短路电流I SC （1）开路电压U OC 可以采用电压表直接测量，如图1-4所示。
直接用万用表的电压档测量电路中有源二端网络端口（N-P）的开路电压U OC，见图1-4，结果记入表1-2中。
电工学实验指导书
1 , R eq
R= -6 -8
Ω -10
4
计算电阻值 （Ω）
注 表 1-1、表 1-2 为方法一（电流表外接）的测试记录；表 1-3、表 1-4 为方法二（电压表 外接）的测试记录。
表 1-5 正向电流 （mA） 正向电压 （V） 表 1-6 反向电压 （V） 反向电流 （μA） 表 1-7 正向电流 （mA） 正向电压 （V） 表 1-8 反向电压 （V） 反向电流 （μA） 表 1-9 0 0 0 0 0 0 0 0
2）反向特性测量，改变加在电阻元件两端电压的方向，重复上述内容，结果对应记入附本 表 1－1、表 1－2、表 1－3、表 1－4。这四个表头上的 R 等于多少欧姆，可用万用表直接测出 所用电阻 R 的值后填入。 3）计算电阻值，是根据测量的电压、电流值进行计算，结果记入对应表中既可。 （2）测试非线性电阻元件 D3（二极管） 、D4（发光二极管）的伏安特性。 1）正向特性的测试。测电流用毫安表，测电压可用万用表直流 50V 档，分别在元件 D3、 D4 左端接电流表“－“端，电流表“＋”端再接直流稳压电源“＋”端或高电位端（如图 2.1 －4 所示） ，元件右端接电源“－”端。测量时无论监视电压读电流，还是监视电流读电压，采 用方法一或方法二，电源电压都应从 0 起调。为使特性曲线测得准确，先从低到高给出一定电 压（电流）值（不能超过规定值） ，预测一次，由预测结果描出曲线的草图，然后再根据曲线形 状合理选取电压（电流）值进行正式测量。曲线曲率大的地方，测量点要选密些，反之疏些， 一定要测出拐点、导通电压（电流突然变大）等有特征的点，达到能完整、真实的测出元件的 特性曲线。测量结果记入附本表 1－5、表 1－7、表 1－9、表 1－11。 2） 反向特性的测试。 D3 或 D4 右端接直流电源 “＋” 端 （高电位端） ， 左端接直流电源 “－” 端，测电流用万用表微安档或微安表，测电压用±50V 电压表或数字万用表，其它同 1） ，测试 结果记入附本表 1－6、表 1－8、表 1－10、表 1－12。因各管特性不完全相同，所以表格只给 出 0 和最高限额值：电压 30V，电流 10mA；其他值由测试者自定。 五、测试记录表格
电工学实验指导书
实验一 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 图1-11. 在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得 各支路的电流值， 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 Σ0I =和Σ0U =。
2. 图1-1所示的RC 串联电路，在正弦稳态信 号U 的激励下，u R 与u C 保持有90º的相位差，即当 图1-2R 阻值改变时，U R 的相量轨迹是一个半圆。
U 、U C 与U R 三者形成一个直角形的电压三 角形，如图1-2所示。
R 值改变时，可改 变φ角的大小，从而达到移相的目的。
3. 日光灯线路如图10-3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（cos φ值）。
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
三、实验设备四、实验内容1. 按图1-1 接线。
R 为220V 、15W 的白炽灯泡，电容器为 4.7μF/450V 。
经指导教师检查后，接通实验台电源， 将自耦调压器输出( 即U)调至220V 。
记录U 、U R 、U C 值，U cR验证电压三角形关系。
日光2.灯线路接线及功率因数的改善按图1-4组成实验线路经指导老师检查后，接通实验台电源，将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。
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. 功率表要正确接入电路。
3. 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、预习思考题1. 参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。
2. 在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时， 人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮（DG09实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做一下试验。
电工技术实验指导书 (2)
电工技术实验指导书电工电子实验中心实验五三相异步电动机正反转控制一、实验目的1.熟悉按钮、交流接触器和热继电器的构造和各部件的作用。
2.学习异步电动机正反转启动的继电器、接触器控制电路的接线及操作。
二、实验原理继电接触器控制大量应用于对电动机的起动、停转、正反转、调速、制动等控制, 从而使生产机械按既定的要求动作；同时也能对电动机和生产机械进行保护。
交流接触器有一个线圈, 还有三个主触点和四个辅助触点。
主触点接在主电路中, 对电动机起接通或断开电源的作用, 线圈和辅助触点接在控制电路中, 可起接通或断开控制电路某分支的作用。
接触器还可起欠压保护作用。
热继电器主要由热元件和触点组成。
热元件接在主电路中, 触点接在控制电路中。
当电动机过载一定时间, 主电路中的热元件动作, 使接在控制电路中的动断（常闭）触点断开, 使电动机主电路断开, 起到过载保护作用。
图1图1是异步电动机正反转的控制电路, 先接通电源开关Q1, 为电动机起动作好准备, 按下起动按钮SB1时, 交流接触器线圈KM1通电, 其主触点闭合, 使电动机M起动。
KM1动合（常开）辅助触点起自锁作用, 以保证松开按钮SB1时, 电动机仍能继续运转。
若需电动机停转, 可按停止按钮SB3。
图中熔断器FU起短路保护作用, 热继电器FR起过载保护作用。
为了避免接触器KM1（正转）、KM2（反转）同时得电吸合造成三相电源短路, 在KM1（KM2）线圈支路中串接有KM2（KM1）动断触头, 它们保证了线路工作时KM1、KM2不会同时得电（如图1）, 以达到电气互锁目的。
三、实验内容按图1接线, 经指导教师检查后, 方可进行通电操作。
(1) 开启控制电源总开关。
(2) 按正向起动按钮SB1, 观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(3) 按反向起动按钮SB2, 观察并记录电动机和接触器的运行情况。
(4) 按停止按钮SB3, 观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
电工学实验指导书
电⼯学实验指导书实验⼀线性电路叠加性和齐次性的研究⼀、实验⽬的1.验证叠加原理；2.了解叠加原理的应⽤场合；3.理解线性电路的叠加性。
⼆、原理说明叠加原理指出：在有⼏个电源共同作⽤下的线性电路中，通过每⼀个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每⼀个电源单独作⽤时在该元件上所产⽣的电流或电压的代数和。
具体⽅法是：⼀个电源单独作⽤时，其它的电源必须去掉（电压源短路，电流源开路）；在求电流或电压的代数和时，当电源单独作⽤时电流或电压的参考⽅向与共同作⽤时的参考⽅向⼀致时，符号取正，否则取负。
在图1－1中：+'=UU''U叠加原理反映了线性电路的叠加性，线性电路的齐次性是指当激励信号（如电源作⽤）增加或减⼩Ｋ倍时，电路的响应（即在电路其它各电阻元件上所产⽣的电流和电压值）也将增加或减⼩Ｋ倍。
叠加性和齐次性都只适⽤于求解线性电路中的电流、电压。
对于⾮线性电路，叠加性和齐次性都不适⽤。
三、实验设备1.直流数字电压表、直流数字毫安表2.恒压源（含＋6V，＋12V，0～30V可调）3.EEL－74A组件（含实验电路）四、实验内容实验电路如图1－2所⽰，图中：R1 = 150Ω，R2 = R5 = 100Ω，R3 =200Ω,R4 = 300Ω，电源U S1⽤恒压源中的＋12V输出端，U S2⽤0～＋30V可调电压输出端，并将输出电压调到＋6V（以直流数字电压表读数为准），将开关S3投向R3侧。
1.U S1电源单独作⽤（将开关S1投向U S1侧，开关S2投向短路侧），参考图1－1（b），画出电路图，标明各电流、电压的参考⽅向。
⽤直流数字毫安表接电流插头测量各⽀路电流：将电流插头的红接线端插⼊数字毫安表的红（正）接线端，电流插头的⿊接线端插⼊数字毫安表的⿊（负）接线端，测量各⽀路电流，按规定：在结点A，电流表读数为‘＋’，表⽰电流流出结点，读数为‘－’，表⽰电流流⼊结点，然后根据电路中的电流参考⽅向，确定各⽀路电流的正、负号，并将数据记⼊表1—１中。
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《电工学》实验指导书实验一 戴维宁定理一、实验目的1.加深对戴维宁定理的理解；2.学习有源二端网络等效电动势和等效内阻的测量方法；3.熟悉稳压电源、数字万用表的使用；二、实验器材1.数字万用表 一块2.直流稳压电源 两台3.电阻 若干只4.导线 若干根5.面包板 两块三、实验原理简述任何一个线性有源二端网络都可以用一个电动势为E 、内阻为R 0 的等效电压源代替。
如图1-1所示。
等效电压源的电动势E 就是有源二端网络的开路电压U OC ，如图1-2（a ）所示。
等效电压源的内阻R O 就是有源二端网络除源后（有源二端网络变为无源二端网络）两端之间的等效电阻，如图1-2（b ）所示。
除源是指将原有源二端网络内所有电源的作用视为零，即将理想电压源视为短路、理想电流源视为开路。
（a ）原电路 （b ）戴维宁等效电路图1-1 戴维宁等效电路（a ）开路电压 （b ）等效电阻图1-2 等效量的求解在电路分析中，若只需计算某一支路的电流和电压，应用戴维宁定理就十分方便。
只要将该待求支路划出，其余电路变为一个有源二端网络，根据戴维宁定理将其等效为一个电压源，如图1-1（b ）所示。
只要求出等效电压源的电动势E 和内阻R O ，则待求支路电流即为LR R EI +=四、实验内容和步骤1.实验电路连接及参数选择实验电路如图1-3所示。
由R1、R2 和R3 组成的T 型网络及直流电源U S 构成线性有源二端网络。
可调电阻箱作为负载电阻R L。
图1-3 验证电路在实验台上按图1-3所示电路选择电路各参数并连接电路。
参数数值及单位填入表1-1中。
根据图1-3给出的电路及实验步骤1 所选择参数计算有源二端网络的开路电压U OC、短路电流I SC 及等效电阻R O 并记入表1-2中。
图1-4测开路电压U OC 图1-5 测短路电流I SC （1）开路电压U OC 可以采用电压表直接测量，如图1-4所示。
直接用万用表的电压档测量电路中有源二端网络端口（N-P）的开路电压U OC，见图1-4，结果记入表1-2中。
电工学实验指导书.
实验一 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U L 是相电压U p 的3倍。
线电流I L 等于相电流I p ，即 U L ＝P U 3， I L ＝I p在这种情况下，流过中线的电流I 0＝0， 所以可以省去中线。
当对称三相负载作△形联接时，有I L ＝3I p ， U L ＝U p 。
2. 不对称三相负载作Y 联接时,必须采用三相四线制接法，即Y o 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Y 0接法。
3. 当不对称负载作△接时，I L ≠3I p ，但只要电源的线电压U L 对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
四、实验内容1. 三相负载星形联接（三相四线制供电）按图24-1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24-1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24-12. 负载三角形联接（三相三线制供电）按图24-2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表五、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。
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实验一叠加原理的验证
一、实验目的
验证线性电路叠加原理的正确性, 加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
二、原理说明
叠加原理指出: 在有多个独立源共同作用下的线性电路中, 经过每一个元件的电流或其两端的电压, 能够看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。
线性电路的齐次性是指当激励信号( 某独立源的值) 增加或减小K 倍时, 电路的响应( 即电路中各电阻元件上的电流和电压值) 也将增加或减小K倍。
三、实验设备
四、实验内容
实验线路如图1-1所示, 用DGJ-03挂箱的”基尔夫定律/叠加原理”线路。
1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V 和6V , 接入U 1和U 2处。
2. 令U 1电源单独作用( 将开关K 1投向U 1侧, 开关K 2投向短路侧) 。
用智能直流电压表和毫安表( 接电流插头) 测量表1-1所示各电压及电流, 并将测量数据记入表1-1。
3. 令U 2电源单独作用( 将开关K 1投向短路侧, 开关K 2投向U 2
侧) , 重复实验内容2的测量和记录。
4. 令U 1和U 2共同作用( 开关K 1和K 2分别投向U 1和U 2侧) , 重复上述的测量和记录。
表 1-1
R
U U
D
E
IN400
图
5. 将原U2=6V调至2U2=12V, 重复实验内容3的测量和记录, 数据记入表1-1中的最后一行。
6. 将R5( 330Ω) 换成二极管1N4007( 即将开关K3投向二极管侧) , 重复实验内容1～5的测量过程, 数据记入表1-2。
7. 分别按下故障1、故障2、故障3设置键, 重复实验内容4( U1=12V和U2=6V共同作用, 开关K3投向R5侧) 的测量和记录, 数据记入表1-3。
根据测量结果判断出故障的性质。
表1-2
表1-3
五、实验注意事项
1. 用电流插头测量各支路电流时, 或者用电压表测量电压降时, 应注意仪表的极性, 正确判断测得值的”＋、－”号后, 记入数据表格。
2. 注意仪表量程的及时更换。
六、预习思考题
1. 在叠加原理实验中, 要令U1、U2分别单独作用, 应如何操作? 可否直接将不作用的电源( U1或U2) 短接置零?
2. 实验电路中, 若有一个电阻器改为二极管, 试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗? 为什么?
七、实验报告
1. 根据实验内容1～5的测量数据, 进行分析、比较, 归纳、总结实验结论, 即验证线性电路的叠加性与齐次性。
2. 经过实验内容6及分析表格1-2的数据, 你能得出什么样的结论?
3. 经过实验内容7及分析表格1-3的数据, 判断出各故障的性质。
实验二正弦稳态交流电路相量及功率因数改进的研究一﹑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. 经过测量电路功率, 进一步掌握功率表的使用方法。
3. 掌握改进交流电路功率因数的方法。
二﹑原理说明
( 一) . 交流电路中电压、电流相量之间的
关系
1．在单相正弦交流电路中, 用交流电流
表测得各支路的电流值, 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i=0和u=0 。
2．图2-1所示的RC串联电路, 在正弦稳态信
号U的激励下, U R与U C保持有900的相位图2-1
差, 即当R 阻值改变时, U R 的相量轨迹是一个半园。
U 、 U C 与U R 三者形成一个直角的电压三角形, 如图2-2所示。
R 值改变时, 可改变角的大小, 从而达到移相的目的。
( 二) 功率因数的提高
在正弦交流电路中, 只有纯电阻电路, 平均功率P 和视在功率S 是相等的。
若电路中含有电抗元件并在非谐振状态时平均功率总是小于视在功率。
平均功率与视在功率之比称为功率因数, 即
可见功率因数是电路阻抗角φ的余弦值, 而且电路中的阻抗角越大, 功率因数越低; 反之, 电路阻抗角越小, 功率因数越高。
功率因数的高低反映了电源容量被充分利用的情况。
负载的功率因数低, 会使电源容量不能充分利用; 同时, 无功电流在输电线路中造成损耗, 影响整个输电网的效率。
因此, 提高功率因数成为电力系统需要解决的重要课题。
实际应用电路中, 如图2-3所示, 负载多为感性负载, 提高功率因数一般见电容补偿法, 即在负载两端并联补偿电容。
容量为:
U
图2-2
图2-3
p UICOS COS S UI
ϕλϕ===
122
(tan tan )P
C U
ϕϕω=
- 其中1ϕ为补偿前的功率因数角, 2ϕ为补偿前的功率因数角。
加入电容后, 电路的总电流i 是电容电流i C 和负载电流i L 的矢量和。
电容的电流和负载电流相位差大于900, 适当的电容可使输入电流i 降低。
但当补偿的电容量过大时, 使电路由感性变为容性, 反使输入电流i 增大。
三、 实验设备
四、 实验内容
1．按图2-3接线。
R 为220V ﹑15W 的白炽灯泡, 电容器为4.7UF/450V 。
经指导教师检查后, 接通实验台220V 电源。
记录U ﹑U R ﹑U C 值, 验证电压三角形关系。
表2-1。