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1实验一直流电路实验一、实验目的:1．验证基尔霍夫定律2．研究线性电路的叠加原理3．等效电源参数的测定二、实验原理：1．基尔霍夫定律是电路理论中最重要的定律之一，它阐明了电路整体结构必须遵守的定律，基尔霍夫定律有两条即电流定律和电压定律。电流定律：在任一时刻，流入电路中任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，换句话来说就是在任一时刻，流入到电路中任一节点的电流的代数和为零，即∑I=0。电压定律：在任一时刻，沿任一闭合回路的循行方向，回路中各段电压降的代数和等于零，即∑U=0。2．叠加原理：n个电源在某线性电路共同作用时，它们在电路中任一支路中产生的电流或在任意两点间所产生的电压降等于这些电源单独作用时，在该部分所产生的电流或电压降的代数和。三、仪器设备及选用组件箱:1．直流稳压电源GDS—02GDS—032．常规负载GDS—063．直流电压表和直流电流表GDS—10四、实验步骤：1．验证基尔霍夫定律按图1—1接线，（US1、US2分别由GDS—02，GDS—03提供）调节USI=6V，US2=10V，然后分别用电流表测取表1—1中各待测参数，并填入表格中。2．研究线性电路的叠加原理⑴将US2从上述电路中退出，并用导线将c、d间短接，接入US1，仍保持6V，测得各项电流，电压，把所测数据填入表1—2中；⑵关断US1，并退出电路，用导线将a、f短接，拆除cd间短接线并将US2重新接入原电路，使US2保持10V，测得各项电流、电压，填入表1—2中。mAmAmA510Ω1KΩ150Ω510Ω330Ω-US2++US1-R2R4R1R3R5abfedc---+++IabIebIcb图1-12表1--1IabIcbIebUabUbeUefUfa∑I∑U表1--2读数计算IabIcbIebUabIabIcbIebUabIabIcbIebUab3．测定等效电源的参数根据戴维南定理可以将图1—2方框中的元件组合视为一个等效电源，其等效电动势EO和电阻RO可按下面方法确定：⑴测等效电动势EO将图1—2中的US2从电路中退出，让cd间开路，US1调至6V，测cd的开路电压，这就是等效电动势EO，填入表1—3中。⑵测等效内阻RO将US1退出，用导线将af短接，将US2接入并调至10V，测取Ibc填入表1—3中，此时RO=US2/Ibc。-US2++US1-R2R4R1R3R5abfedc图1-2表1—3EO(V)Ibc(mA)RO=US2/Ibc()五、分析与讨论：1．实验结果是否完全符合基尔霍夫定理和叠加与原理？若有误差试说明原因？2．还有什么方法能测量等效电源的内阻？3实验二功率因数的提高一、实验目的：1．研究感性负载并联电容提高功率因数的方法，进一步领会提高功率因数的实际意义；2．学会联接日光灯电路，并了解日光灯电路各部件的作用；3．学会使用功率表。二、仪器与设备：1．电源控制屏GDS----012．GDS---093．GDS---114．GDS---125．功率因数表三、实验步骤：1．按图3—1接好线路，K1、K2、K3先断开；2．经检查无误后，送电待日光灯启动完毕，正常运行后读取功率P和支路电流I，记表3—1；3．合上K1，重复2，合上K2重复2，合上K3重复2。AAASW220V灯管镇流器K1C1K3C3K2C2IILICU图3—1表3—1补偿电容PIICILcos=P/UI未并电容1μf2μf(2.2μf)4μf(4.7μf)6μf(5.7μf)4四、分析与讨论：1．从表3—1中的数据中，你发现P、I、IC、IL中那些是电容量的变量，那些是常量？2．并联电容器后，功率因数是否提高？是否并入电容越大越好？3．串联电容也能使功率因数提高，但为什么不采用此法？附注：日光灯和它的工作工作原理日光灯由灯管、镇流器和起辉器三部分组成。灯管：是一根玻璃管，内壁均匀涂有薄薄一层萤光物质，管的两端是灯丝，管内抽成真空有水银蒸气和氩气，接上电源后，灯丝通过起辉器和镇流器构成闭合电路，这时电流使灯丝预热。当起辉器跳开，通过镇流器的电流突然中断，于是它产生一个很高的感应电压（500伏左右，甚至更高），加在管子两端，使管子产生辉光发电，激出萤光。起辉后，管子两端的电压只有80左右，其余电压降在镇流器上，因此，日光灯管不能直接接在220伏电源上，必须与相应的镇流器配套使用。起辉器：是一个自动开关‘它有两个电极’一个是固定片，另一个是用双金属片做成的动片，一起封装在一个玻璃泡内，并充以惰气。玻璃泡外面还有一个小电容器，和泡内两电极并联着，为的是防止电极由通到断开时产生的电火花烧坏电极和对无线电设备的干扰。两电极间未加电压时是断开的，当电源电压加上后，产生辉光放电，双金属片受热膨胀两极接通起到预热灯丝的作用。电极接通后，辉光消失，双金属片冷却，恢复原状，电极断开，使镇流器产生脉冲高压，使日光灯管产生辉光放电而发光。镇流器：是一个带铁芯的电感线圈，在起辉器触头断开时，通过它的电流突然变化到零。由电磁感应定律eLdtdiL-可知，将产生一个高电压加在灯管两端，使灯管起辉。这时电流通过灯管内部和镇流器联成通路，电路进入稳定工作状态后，镇流器起降压和限流的作用。由于镇流器是一个大电感负载，因而日光灯电路的功率因数很低，只有0.5左右。5实验三三相电路实验一、实验目的：１．了解三相平衡负载作星形联接时线电压和相电压的数量关系；２．了解三相不平衡负载作星形联接时中线的作用；３．了解三相平衡与不平衡负载作三角形联接时，线电流与相电流的关系。二、实验原理说明：将三相对称灯泡负载（每相三个灯泡）各相的一端X、Y、Z联结在一起，形成三相负载中点。负载各相的另一端（A、B、C）则分别接至三相电源的火线端（U、V、W）即为星形联结，这时相电流等于线电流，线电压是相电压的3倍。由于三相电源电压对称，因此三相电流也对称，电源中点与负载中点之间的电压为零。如用中线将两中点联结起来，中线电流也等于零。当负载不对称时，则中线就有电流流过，这时如将中线断开，三相负载的各相电压的大小不相等，此状况应避免出现。三、仪器与设备：１．电流控制屏GDS-01１块２．三相负载GDS-08１块３．交流电压表１个４．交流电流表１个四、实验步骤：先将GDS—01上的单调、联调开关置于三相联调状态，调节三相线电压UL为200V；1．星形联接（1）将GDS—08实验箱上的三相负载按星形接法联接，并接至GDS—01上三相电压输出端子U、V、W、N；（2）测三相负载对称时，有中线情况下各个线电压：UAB、UBC、UCA；和各个相电压UAP、UBP、UCP以及各个线电流Ia、Ib、Ic、IN；（3）三相负载对称，将中线拆除，测各线电压，相电压，线电流，相电流及负载中点N'与电源中点N之间的电压；（4）测量有中线时，三相负载不对称（如A相一盏灯，B相两盏灯，C相三盏灯）的情况下，各线电压，相电压，相电流及中线电流；（5）测量中线拆除时，三相不对称情况下各个线电压，相电压，相电流，负载中点N'与电源中点N之间电压。将以上各次测量的结果分别记入表4—1中。6BICININAI4S5S6S7S8S9SA(U)(V)(W)BCAAAAAXCZBYRBRCN'1S2S3SRAABNS1S4S7RARBRCCCIAINIBIAAAAABNS1S4S7RARBRCCCIAINIBIAAAAAAAA图4-1表4—1测量值负载状况线电压（V）相电压（V）相、线电流（A）中线电流中线电压ABUBCUCAUAUBUCUAIBICI负载对称有中线无中线负载不对称有中线无中线2．三角形连接（1）将三相负载接成三角形，测量三相负载对称时，各线电压，线电流；（2）当三相负载不对称时，测各线电压，线电流，相电流。将以上各次测量的结果分别记入表4—2中。7ARBRCR13S-47S-79S-~200V~200VABC(U)(V)(W)AAAABCAIBICIABIBCICAIAAA图4—2表4—2测量值负载状态线电压（V）线电流（A）相电流（A）ABUBCUCAUAIBICIABIBCICAI负载对称负载不对称五、分析与讨论：１.作相量图说明三相平衡负载作星形连接时线电压和相电压的关系。２.作相量图说明三相平衡负载作三角形连接时线电流和相电流的关系。8实验四三相异步电动机单向旋转控制一、实验目的：１.了解交流器接触器的基本结构，学习交流接触器的使用方法。２.学习交流电动机单向旋转的控制方法（包括起动、点动、停止），并了解自锁触头在控制线路中的作用。二、实验原理说明：三相交流电动机的运行，一般采用组合开关Q、接触器KM、按钮开关SB等器件进行控制，还要利用熔断器FU、热继电器FR和接触器KM，实现短路、过载和失压等保护。三、仪器及设备：三相异步电动机JO2-21-41.1KW380V1台交流接触器CJ10-20线圈电压380V1只按钮LA10-3H500V5A1只四、实验步骤：1.了解接触器的基本结构，观察接触器的动作过程（即铁心吸合后，常开、常闭触头的状态变化），并注意主触头和辅助触头的不同用途。2.“点动”的控制。按图6-1接线，经老师检查后，即可进行“点动”操作。3.单向旋转控制。按图6-2接线完毕，经检查后，即可进行“单向旋转”的操作。1SB2SB34KMFUFRQM~3KM12FRKM5UVWKMFUSBQM~3KM12FRFRUVW图6-1图6-2五、分析与讨论：１.“点动”控制线路（即图6-1）与单向旋转控制图6-2有什么不同？２.在图6-2中，SB2、SB1用同一只按钮的常开、常闭触头行不行？为什么？9实验五三相异步电动机正、反转控制一、实验目的：１.学习使用热继电器。２.了解复合按钮的使用方法。３.学习异步电动机正、反转控制线路的接线方法。４.研究“联锁”在控制线路中的作用。二、实验原理说明：三相交流电动机的运行，一般采用组合开关Q、接触器KM、按钮开关SB等器件进行控制，还要利用熔断器FU、热继电器FR和接触器KM，实现短路、过载和失压等保护。当要求一台三相交流电动机实现正、反转时，首先考虑到，主电路要采用两只接触器FKM和RKM分别控制电动机正、反转时三相电源的相序。在控制回路中应相应设置正、反转起动按钮FSB和RSB，分别控制电动机的正、反转动作。特别注意，接触器FKM和RKM绝对不能同时闭合，否则会发生电源短路的严重后果。为避免这种情况的发生，一定要在控制回路中使用“互锁”的方法。三、仪器及设备：异步电动机JO2-21-41.1KW380V1台正、反转控制线路板1套四、实验步骤：1.仔细观察热继电器的结构，注意该元件的哪个部分接在主回路，哪个部分接在控制回路。2.弄清线路图（图7－１），了解其中每个触头和按钮的作用然后按图7-1接线。先接控制回路（主回路暂不接）经老师检查后接通电源，分别按SBF、SBR、SB1观察两接触器开闭是否正常，是否有误动作。3.切断控制电源，将主回路接上，全部接线完毕，经检查后即可进行正、反转和停车操作。RSBFKMRKMRKMFKMFSB1SBFKMFUQM~3FKMFRRKMRKMUVWFRFR图7－１10五、分析与讨论：1．热继电器和熔断器的功能各是什么？它们能否互相替代？2.图7-1中哪些触头是联锁触头？它们的作用是什么？不用联锁行不行？3.图7-1线路中，若不装按钮联锁，能否不按停车按钮，直接使电动机从正转（反转）到反转（正转）？