電工技術與電子技術實驗教程

學生實驗守則

一、參加實驗時應衣冠整潔。進入實驗室后應保持安靜，不要大聲喧嘩

和打鬧，妨礙他人學習和實驗。不準吸煙，不準隨地吐痰，不準亂扔紙屑與雜

物。

二、進行實驗時必須嚴格遵守實驗室的規(guī)章制度和儀器操作規(guī)程。愛護儀

器設備，節(jié)約實驗器材，未經(jīng)許可不得亂動實驗室的儀器設備。

三、注意人身安全和設備安全。若儀器出現(xiàn)故障，要立即切斷電源并立即

向指導教師報告，以防故障擴大。待查明原因、排除故障之后才可繼續(xù)進行實

驗。

四、要以嚴格、認真的科學態(tài)度進行實驗，結合所學理論，獨立思考，分

析研究實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。

五、實驗完畢后必須收拾整理好自己使用的儀器設備，保持實驗臺整潔,

填寫實驗儀器使用記錄。在歸還實驗儀器后，才能離開。

六、違反實驗室規(guī)章制度和儀器設備操作規(guī)程造成事故、導致儀器設備損

壞者，將視情節(jié)輕重按實驗室設備管理制度姓及賠償。

電工電子實驗室安全制度

一、每個實驗室要有專人擔任安全員，負責本室的各項安全工作。并定

期進行安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時向領導和有關部門匯報。

二、實驗室總電源應有專人負責，各分室電源應有指示燈指示。

三、實驗室內不準吸煙。要經(jīng)常檢查室內電源設備狀況。各種用電設備使

用完畢后要斷開電源。

四、實驗室鑰匙不能出借他人，實驗室所有儀器設備的配置、維修、拆卸

等都必須做好記錄并嚴格遵守操作規(guī)程，非經(jīng)有關人員許可不得擅自動用。

五、每個實驗室要配備必要的消防器材（滅火器、滅火栓），消防器材

必須定期檢查更換。任何人不得隨意搬動、拆卸消防器材。

六、工作人員離開時必須斷開室內電源、水源，關好門窗。

匪警電話110

火警電話119

校保衛(wèi)處電話83209110

實驗報告要求

實驗前寫好預習報告，預習報告要求見各實驗章節(jié)，實驗報告必須用規(guī)定

的實驗報告紙書寫。實驗報告需附由教師簽字的原始數(shù)據(jù)紙方為有效。實驗內

容應有下列各項內容：

一、實驗目的

二、儀器與設備

三、原理簡述（含實驗原理圖）

四、內容與步驟（含測量數(shù)據(jù)）

五、總結

KHDG-1型電工技術實驗裝置使用說明

本裝置主要山電源控制屏、實驗桌及基本實驗組件掛箱組成

一、DG01電源控制屏操作使用說明：

電源控制屏為實驗提供三相0450V可調交流電源，同時可提供0~250V的單相可調

交流電源。

1.電源控制屏的啟動

（1）.控制屏需要三相四線制380V電源支持，先將其三相四芯插頭接至墻壁上的三

相電源插座，接通總電源。

（2）.將三相自耦調壓器的旋轉手炳逆時針旋至零位。

（3）.將電壓表指示切換開關置于左側（三相電網(wǎng)電壓）。

（4）.開啟鑰匙式電源總開關，紅色按鈕燈亮（即按鈕“關"亮），同時，三只電壓表

指示出三相電網(wǎng)線電壓之值。

（5）.按下“啟動”按鈕，綠色按鈕燈亮，紅色按鈕燈火，同時三相可調交流電源的

指示燈（紅、黃、綠）亮，表明三相隔離變壓器給三相自耦調壓器供電的三相交流

380V電源正常。

2.可調交流電源輸出電壓的調節(jié)

（1）.將指示切換開關置于右側，三只電壓表指針回到零位。

（2）.按順時針方向緩緩旋動三相自耦調壓器的調節(jié)旋鈕，三只電壓表隨之偏轉，即

指示三相可調電壓輸出端U、V、W兩兩之間的線電壓值，調至所需的電壓值，實驗

做完后將旋鈕調回零位。

二、電源控制屏的安全保護

1.電源進線端設有一組10A三相四線電源保護開關，對人身安全起到一定程度的保

障作用。

2.控制屏設有三相隔離變壓器三只，使實驗強電輸出與電網(wǎng)隔離開，對人身安全起到

一定程度的保障作用。

3.控制屏設有內漏電保護裝置，當控制屏內有漏電現(xiàn)象，電壓超過規(guī)定值

時，保護系統(tǒng)立即動作，接觸器釋放跳閘，使隔離變壓器前的線路有漏電現(xiàn)象，即切

斷總電源，以確保用電的安全。待漏電故障排除后，方可重新啟動控制屏。

（1）.控制屏設有外漏電保護裝置，當三相隔離變壓器至三相自耦調壓器的線路、三

相自耦調壓器輸出線路及實驗過程中連線有漏電現(xiàn)象、電壓超過規(guī)定值時，保護系統(tǒng)立即

動作，同時蜂鳴器發(fā)出告警信號，控制屏正面左上方告警指示燈亮，接觸器釋放跳閘，切

斷總電源，以確保用電的安全。待漏電故障排除，按動控制屏正面左上方復位按鈕后，告

警指示燈滅，蜂鳴停止發(fā)出告警信號，可重新啟動控制屏。

（2）.三相調壓輸出設有過流保護裝置,當相與相短路或相與線間的電流超過3.5A時,

保護體系立即動作，同時蜂鳴器發(fā)出告警信號，控制屏正面右上方告警指示燈亮，接觸器

跳閘切斷總電源，故障排除后，按動控制屏右上方復位按鈕，告警指示燈滅，告警信號停

止，才可重新啟動控制屏繼續(xù)實驗。

三、DG04直流穩(wěn)壓電源、恒流源

此掛箱需外接電源，使用前需檢查電源插頭是否接好?？商峁﹥陕分绷鞣€(wěn)壓電源，一

路直流恒流源。

1.直流穩(wěn)壓電源的使用：

兩路直流穩(wěn)壓源共用一個電壓指示表，兩路電壓源之間有顯示切換開關。將“顯示切

換開關”按鍵彈起，數(shù)碼表顯示左側可調UA的輸出值；將“顯示切換開關"按鍵按"

數(shù)碼表顯示左側可調UB的輸出值。調節(jié)“輸出粗調”波段開關（分10V、20V、30V三

檔）定輸出電壓范圍，再調節(jié)“輸出細調”旋鈕使之達到所需直流電壓。

2.直流恒流源的使用：將負載接到“輸出”兩端，開啟恒流源開關，指示燈亮,

數(shù)碼管顯示輸出恒流之值。調節(jié)“恒流輸出粗調”波段開關和“恒流輸出細調”旋鈕，可

輸出三檔連續(xù)可調的恒定電流值。（三檔滿度為2mA、20mA、500mA）

*實驗完畢請關閉各電源開關

電工技術

實驗一基爾霍夫定律和疊加原理

一、實驗目的

1.加深對基爾霍夫定律、疊加原理的理解；

2.學習掌握穩(wěn)壓電源、電壓表、電流表的使用方法;

3.掌握電壓、電流的正確測量方法。

二、實驗儀器

1.電路基礎實驗箱基爾霍夫定律和疊加原理實驗DG05

2.直流穩(wěn)壓電源DG04

3.直流電壓、電流表D31-2

三、實驗原理

疊加原理：線性電路中，任支路的電流（或電壓）等于電路中各個電源單獨作用時,

在該支路中所產(chǎn)生的電流的（或電壓）的代數(shù)和。所謂單獨作用，即當一個獨立源作用時,

其它獨立源應賦予零。怎樣才算是獨立源為零呢？只要在電路中把相應的獨立電壓源視為

短路，將此電壓源支路用短路線代替；獨立電流源視為開路，將此電流源支路設為開路。

某一電源單獨作用時，若其它電源的內阻不能忽略，則其它電源的內阻要用與之相等

的電阻代替。

本實驗中，設電壓源為理想電壓源，理想電壓源模擬內阻為零。如圖1,設定&、E2

共同作用時，各支路產(chǎn)生的電流分別為小積b,；E1單獨作用時，各支路產(chǎn)生的電流為

h'、k'、b'；E2單獨作用時，各支路產(chǎn)生的電流分別為J"、k"、b".

根據(jù)疊加原理，應滿足：h=L'+1」

bf'+b"

Z

I3=I3+I3

基爾霍夫定律：（1）.電流定律（縮寫為KCL）,在任一時刻對電路中任何一節(jié)點來說，流

入節(jié)點的電流總和等于流出該節(jié)點的電流總和；

（2）.電壓定律（縮寫為KVL）,在任時刻，沿任一閉合回路繞行?圈，

所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。

RiI,'Ab'R：R,『Ab"

圖1疊加原理

驗證基爾霍夫定律和疊加原理的實驗電路如圖2所示，圖中標出了各元件的電流和電

壓的參考正方向。若電流（電壓）的實際方向與規(guī)定的正方向相同，電流值為正值；若電

（電壓）的方向與規(guī)定的正方向相反，電流值為負值。根據(jù)KCL定律，在任一節(jié)點處的

電流應滿足21=0,根據(jù)KVL,任一閉合回路中的電壓應滿足XU=0。

圖2實驗電路

其中Ri=lKQ,R2=510Q,R3=3000,凡=200。，R5=3OO^

四、實驗內容

1.直流穩(wěn)壓電源DG05的使用

兩路直流穩(wěn)壓源共用一個電壓好表，電壓郵表下方有顯形換開關。將“顯相

換開關”按鍵彈起，顯示左側可調UA的輸出值；將“顯示切換開關”按鍵按下，顯示左

側可調UB的輸出值。調節(jié)“輸出粗調”旋鈕（分10V,20V、30V三檔）定輸出電壓范

圍：所需電壓10V以下時用10V檔；10-20V之間用20V檔；20-30V之間用30V檔。再

調節(jié)“輸出細調”旋鈕使之達到所需直流電壓。

2.驗證疊加原理及基爾霍夫電流定律

將直流穩(wěn)壓電源的一路調至10V,另一路調至15V。按照圖2連接電路，實驗板上虛

線位置表示該該處斷路，可串入毫安表支路測試電流或用導線連上。雙向開關Kl、K2控

制電源El、E2的接入或短路。

(1).測量良、E2共同作用時的各支路的電流值hI2I30

將Ki、2同時置于電源側，用測量各支路的電流I,記入表1。

(2).測量E,單獨作用時，各支路的電流hT2T3'。

將K1置于電源側，2置于短路側，用D31-2毫安表測量各支路的電流I',記入表1。

(3).測量E2單獨作用時，各支路的電流I/h"b"。

將K2置于電源側，足置于短路側，用D31-2毫安表測量各支路的電流I”,記入表I。

表1

Il(mA)h(mA)I3(mA)

Ei、E2共同作用時I值

Ei單獨作用時r值

E2單獨作用時I”值

2.驗證基爾霍夫電壓定律

用D31-2直流電壓表測量E>E2共同作用時各電壓值，記入表2。

表2

加(V)UBC(V)Uo,(V)Uotc(V)UEP-(V)U路(V)UAD(V)

五、總結

1.根據(jù)表1的數(shù)據(jù)驗證KCL和疊加原理的正確性。

2.比較表1與表3的數(shù)據(jù)，分析誤差產(chǎn)生的原因。

3.根據(jù)表2的數(shù)據(jù)驗證基爾霍夫電壓定律的正確性。

預習報告要求：

實驗前復習本實驗有關內容，根據(jù)實驗電路計算表3的所列各值。(要求畫出實驗電

路圖并寫出計算過程)

表3

UAB(V)UBC(V)近（V）UDA(V)Ii(mA)I2(mA)I3(mA)

實驗二戴維南定理及電位概念

一、實驗目的

1、通過實驗驗證戴維南定理；

2、學會萬用表的基本使用方法；

3、掌握電壓、電流的正確測量方法。

二、實驗儀器

電路基礎實驗箱戴維南定理實驗電路DG05

直流穩(wěn)壓電源DG04

直流電壓、電流表D31-2

數(shù)字萬用表

三、實驗原理

戴維南定理：任何一個線性有源二端線性網(wǎng)絡，都可以用一個電動勢為E的理想電壓

源和內阻串聯(lián)Ro的電源來等效代替，如圖1所示。其中電壓源的電動勢等于該網(wǎng)絡的開路

電壓UQC，串聯(lián)電阻R）等于該網(wǎng)絡中所有彳業(yè)立源為零值時，所得網(wǎng)絡的等效電阻。

外

有外

電

源電

路

網(wǎng)路

絡

圖1

四、實驗內容

1.測量電位與電壓

(1)將直流穩(wěn)壓電源的輸出調至9V。

(2)按照圖3接好電路，R5選擇實驗板k51Q或100Q電阻。檢查無誤后打開電源

開關。按照表1測量各點電位。

圖3

表1

VBC(V)

點VA(V)VB(V)Vc(V)V?(V)VAB(V)Vo>(V)VDA(V)

A

D

2.戴維南定理實驗

實驗電路如圖2(a)所示，虛線內為有源兩端網(wǎng)絡，圖2(b)其等效電路，圖2(c)為測其

開路電壓的電路，圖2(d)為測等效電阻的電路。

其中Ri=300C,R2=1KQ,R3=1KQ,R4=300Q,R5=51Q或100Q

圖2戴維南定理實驗電路

(1).測量有源二端網(wǎng)絡AC端負載R5支路的電流I,

按照圖2(a)連接電路，用直流電流表測量負載Rs支路電流1$值，記入表2中；

(2).測量有源二端網(wǎng)絡AC端的開路電壓Uoc

按照圖2(c)連接電路，即將負載電阻Rs支路斷開，用直流電壓表測二端網(wǎng)絡的開路

電壓Uoc,記入表2中；

(3).測量有源二端網(wǎng)絡的等效電阻％

將電壓源支路的電源斷開，用短路線取而代之，用萬用表的歐姆檔測量AC兩端電阻

Ro(注意歐姆檔要調零)，如圖2(d),記入表2中；

(4).測量等效電路中R5負載支路的電流丫

調節(jié)直流穩(wěn)壓源為Uoc值作為等效電路中電壓源U。，調節(jié)電位器為“值，負載電阻

仍為Rs，按照圖2(b)連接電路，測量R5支路的電流小記入表2中。

表2

被測量

I5(mA)UQC(V)RoP)丫(mA)

測量值

注：所測數(shù)據(jù)保留一位d強點

五、總結

1.根據(jù)表1中實驗數(shù)據(jù)總結電壓和電位的關系及參考點對電位和電壓的影響。

2.分析卜與的誤差原因。

預習報告要求：

實驗前復習本實驗有關內容，根據(jù)實驗電路用戴維南定理計算下表所列各值。（要求

畫出實驗電路圖并寫出計算過程）

理論Uoc(V)Ro（。）Is(mA)

數(shù)據(jù)

實驗三直流電路故障排查

一、實驗目的

1.掌握檢查故障的方法，

2.提高學生的實驗素質，增強分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

二、實驗儀器

1.電路基礎實驗箱基爾霍夫定律和疊加原理實驗DG05

2.直流穩(wěn)壓電源DG04

3.直流電壓、電流表D3I-2

三、實驗原理

在物理實驗和日常生活中，常常遇到各種各樣的電子設備和電子電路，往往出現(xiàn)各種

各樣現(xiàn)象的故障，對同學來說排除故障并三帑易之事。但是，只要遵循檢查故障的原則，

掌握檢查故障的方法，就能排除常見故障，即可擁有“一技之長”，排除各種電器和電路中

的故障。

（一）、檢查故障常用的測量方法

最常用、最簡單的測量儀表是方用電表，用萬用電表檢查故障有三種方法：即電阻測

量法、電壓測量法和電流測量法。

1.用歐姆表檢查故障

用歐姆表檢查電路各部分電阻是否完好、線路是否通暢也是常用的比較方便的方法。

使用歐姆表示一定要將待測電路的電源斷開，歐姆表不能帶電測量。如果測量并聯(lián)電路元

件的電阻，則需將彳寺測元件從并聯(lián)電路上斷開一端，或者測量該并聯(lián)組合電阻值與計算值

相比較，以判斷是否存在故障。

2.用電壓表檢查故障

首先測量外加電壓（即總電壓），然后用比例法可確定電路中各電阻上應該測得多大電

壓。如

VM=E=6V、VRI=VR2=2V、

VR3=VR4=1V,VR5=1V?

這是電路正常情況下的示值。

不正常電壓的分析：

IK1K「.尸1500

R2短路VR2=0V、VR|+V井

+VR5=3V+1.5V+1.5V=6V各電E=6VK

的電壓均高于正常值。

R2斷路VR2=6V,VR卜V并、VRJ均為零，這是由于串聯(lián)電路被開路的R2斷開，

電路里沒有電流通過，R、氐、心、R5上也就沒有電壓降。當電壓且接到兩端時，電

壓表的內阻代替R2閉合電路，由于電壓表內阻很高，它兩端則得的就是電源電壓。

用電壓表檢查串聯(lián)電路的故障是最簡單的，如果在并聯(lián)電路中出現(xiàn)了故障，常常不能

用電壓表方便地查出，因為不論并聯(lián)各支路中任何一個支路電阻有無變化（短路除外），所

有并聯(lián)支路電壓相同。

3.用電流表檢查故障

由于串聯(lián)電路中各處電流相等，所以電流檢查不能確定故障所在處，但它可用于并聯(lián)

電路中的故障檢查。如圖中，若故障出在R3,R4并聯(lián)支路上，則測量各支路和干路上的電

流可確定故障所在之處。用電流表時需將電路斷開，將電流表串入測量，因此用電流表檢

查不很方便。

（二）、分析故障的基本原則

1.根據(jù)現(xiàn)象縮小范圍

故障發(fā)郵往往出城常修，我們可以根據(jù)這些賅判斷故障的大致部位，以縮小

檢查范圍。

［例1］如圖是伏安法測量電阻電路，當開關K閉合，移動W的滑動觸頭，正常情況是

電壓表和電流表均有指示。如

果二表均無指示，那么不管電

壓表及其右側電路有無故障，

應首先檢查電壓表及其左側電

路。不必把精力放在右側電路上。

如果接通開關K時，電壓表無指示，電流表有指示，則電壓表及其連線必有故障。顯

而易見，做出這樣的判斷之后，可大大縮小了檢查范圍。

［例2］當使用的萬用表出現(xiàn)故障時，也可以根據(jù)現(xiàn)象，判斷故障所在。如果發(fā)現(xiàn)使用歐

姆檔時電表無指示，其它各檔均有指示，這說明故障出在歐姆檔。如果各檔均無指示，則

說明表頭及其連線有故障。經(jīng)過分析則可大大縮小故障范圍。

2.追根究源，順序檢查

故障范圍確定之后，再用M頁序

檢查的方法依次尋找故障。

［例3］如圖是電流表改裝為電

壓表后的校正電路，接通電源，將

電位器W調至適當,假設標準電壓

表有指示，而微安表無指示，此時

可斷定故障一定出在標準電壓表的

右側，具體檢查步驟：

用萬用表電壓檔測量a、b之間的電壓，然后將萬用表黑表筆固定于b點，將紅表筆按

1、2、3、4、5的順序檢查，當電壓表在某處無指示時，則說明故障發(fā)生在該點以前的電

路中，但若測得b、5兩點之間有電壓，則說明它們之間有斷路。也可以用電阻檔測量標準

電壓表右側的電阻和連線是否正常，但要注意斷開電源和并聯(lián)回路。

電路的故障往往與電源不正常有關，因此，在接通電源的情況下，用電壓測量法檢查

故障最方便。如果由于故障的存在會損壞元件或儀表時，就必須切斷電源，用電阻法檢查。

也可以把易損壞部件拆除后再進行檢查。

3..認真分析識破假象

在檢查故障時，往往遇到各種各樣的現(xiàn)象，怎樣不為假象所迷惑，是一個需要長期摸

索，不斷積累經(jīng)驗來解決的問題。

JL

［例4］如圖所示的分壓電阻R、R2分別是

20K和40K,當電源為3V時，計算得輸出電壓RI20K

VR2=2V、VR1=1V,但用5伏檔內阻為30K的

萬用表it則得VRI+VR2=3V而VR2=1.383V,

VR1=O.69V不但Vm和VRI與理論值有很大差

異，且實測值VRI與VR2之和不等于VR|+VR2,

產(chǎn)生的原因是由于30K的電壓表內阻并聯(lián)到與

之相當?shù)?0K、30K電阻兩端引起的假象。

［例5］如圖是晶體管放大電路，設晶體管集電極斷

開，電路工作不正常。此時用萬用電表5V檔（內阻3

約30K）檢查，We=4.5V,這說明電源沒有問題，

順序檢查Vee為3.37V,此時很容易誤認為電路暢通,

根據(jù)是Rc上有壓降即有電流通過。實際上這又是電

品體管

壓表內阻引起的假象。此時量得的電壓是Rc和電表內阻的分壓。若只測Rc上電壓Vac=0

則可判斷為集電極開路。

同理，若圖中不是集電極斷開，而是Rc上邊斷開，用萬用表測量時％c等于某值（不

同的晶體管有不同的值），也會誤認為Rc良好，如果測量Vce=0則可判斷為Rc開路。

實際工作中遇到的故障是千變萬化的，要做到判斷準確、排除迅速，要靠大量的實踐,

積累豐富的經(jīng)驗，決非一日之功。

四、實驗內容

實驗電路如下

按鍵按下為故障，按鍵彈為正常。

分別設置故障-、二、三，用萬用表測量相關數(shù)據(jù)。根據(jù)所測數(shù)據(jù)分別判斷出故障類

型及位置，并通過另一檢測方法驗證判斷結果的正誤。

五、總結

總結常用電路故障檢查方法。

實驗四儀表量程擴展實驗

一、實驗目的

1.了解指針式毫安表的量程和內阻在測量中的作用

2.掌握毫安表改裝成電流表和電壓表的方法

3.學會設計電流表利電壓表量程切換開關的方法

二、實驗儀器與設備

基本表

萬用表

電阻

三、實驗原理

1.毫安表允許通過的最大電流成為該表的量程，用％表示，該表有一定的內阻，用

國表示。％和凡是毫安表的兩個重要參數(shù)，并將其當成一個“基本表”，其等效電路如圖

1

圖1基本表

2.量程為1mA的毫安表，最大允許通過電流為1mA,超過最大允許通過電流則會造

成“過載”，指針式表會造成“打針”，甚至燒壞電流線圈而損壞，為了擴大電流的測量范

圍，可選擇一個合適的分流電阻與基本表并聯(lián)如圖2所示。設：基本表滿量程為內阻為100

若要將其量程擴大100倍，（即可用以測量100mA）,應并聯(lián)的分流電阻RA應滿足

下式:

IgRg=(I-Ig)RA

lmA*100C=(100-1)mA*RA

RA=100/99=1.11Q

這時，只要將基本表的讀數(shù)乘以100,或者直接將電表面板的滿刻度刻成100mA,即可。

3.毫安表改裝成電壓表的原理

一只毫安表也可以改成一只電壓表，只要選擇一只高阻值的分壓電阻與基本表串聯(lián)即

可，如圖3所示。

設Rv為高阻值分壓電阻，則：

U=Ug+Uv

=Ig(Rg+Rv)

???Rv=(U-IgRg)/Ig=U/Ig-Rg

如將1mA的毫安表，改裝成量程為IV的電壓表，則應串聯(lián)的分壓電阻的阻值應為:

Rv=IV/1mA-100=1000—100=900。

四、實驗內容

1.表頭的校驗

(1).調節(jié)恒流源的輸出，最大不超過1mA：

(2).將恒流源的輸出接至毫安表的信號輸入端：

(3).調節(jié)恒流源的輸出，令其從1mA調至0,分別讀取指針表的讀數(shù)，并記錄。

表1

恒輸出(mA)0.980.80.60.40.20

表頭讀數(shù)(mA)

2.將基本表睇成一只滿量程為10mA的毫安表

(1).連接改裝電路；

(2).將恒流源的最大輸出限制在10mA的范圍內；

(3).調節(jié)恒流源的輸出，使其從10調至0,依次減小2mA,用改裝好的毫安表依

次測量恒流源的輸出電流，并記錄之；

表2

恒流源輸出(mA)86420

(mA)

(mA)

3.將基本表瞬成一只滿量程為10V的電壓表

(1).連接改裝電路；

(2).將電壓表的最大輸出限制在10V的范圍內；

(3).調節(jié)電壓源的輸出，使其從10V調至0,依次減小2V,用改裝好的電壓表依次

測量，并記錄;

表3

電壓源輸出(V)86420

數(shù)(V)

標祥(V)

注意：*輸入儀表的電壓和電流要注意到儀表的量程，不可過大，以免損壞儀表;

*接入儀表的信號的極性，以免指針反偏而打壞指針。

五、總結

1.總結電表的改裝方法

2.分析誤差

預習報告要求：

1.將1mA基本表改裝成一只量程為10mA的毫安表需要怎樣改？畫出改裝電路圖，

并寫出計算過程。

2.若要將1mA基本表量程改裝成量程為10V的伏特表，應怎樣改，畫出改裝電路圖,

并寫出計算過程。

實驗五并聯(lián)交流電路

一、實驗目的

1.了解11光燈電路的工作原理和各元件的作用；

2.明確交流電路中電壓、電流和功率之間的關系；

3.了解提高功率因數(shù)的方法；

4.學習功率表的使用方法。

二、實驗儀器

電源控制屏DG01日光燈電路

電路基礎實驗(三)：啟輝器、鎮(zhèn)流器、電容箱DG08

交流電流表D35-1

交流電壓表D36-1

功率表D34-2

三、實驗原理

本實驗是以日光燈電路為基礎，研究并聯(lián)交流電路的電壓、電流關系。

圖1是日光燈電路接線圖和等效電路。日光燈電路由燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器組成。當

日光燈電路剛接入交流電源時，起輝器中雙金屬片處與斷開位置，燈管尚未放電，電路中

沒有電流。這時，電源電壓經(jīng)鎮(zhèn)流器、燈管燈絲全部加在起輝器的動觸片和靜觸片之間，

使觸片間的惰性氣體電離而產(chǎn)生輝光放電，雙金屬片受熱伸展開，與靜觸片接觸，觸點閉

合，電路接通，電流流過燈管燈絲。燈絲通電后開始發(fā)射電子，并月加熱燈管內氣體。同

時起輝器的雙金屬片冷卻收縮，觸點斷開。啟輝器觸點斷開瞬間，鎮(zhèn)流器繞組上產(chǎn)生一個

相當高的感應電動勢，此電動勢與交流電源相疊加，共同加于燈管兩端的燈絲之間，使管

內惰性氣體電離放電，燈管內溫度升高，水銀受熱轉化成水銀蒸汽。燈絲發(fā)射出的電子撞

擊水銀蒸汽，此時燈管由惰性氣體放電過渡為水銀蒸汽放電，放電輻射的紫外光激勵燈管

O

R燈

?-----

!Rw

O

(a)接線圖(b)等效電路

圖1日加丁皿

交流電路中功率因數(shù)的大小，關系到電源設備及輸電線路能否得到充分利用，在圖2

中，由于有電感性負載，電路的功率因數(shù)較低。從供電方面來看，在同一電壓下輸送給負

載一定大小的用功功率時，所需的電流就較大。P=UI*cos①，為提高電路的功率因數(shù)，

在電路中并聯(lián)一電容。對于原感性負載來說，所加電壓和負載參數(shù)均未改變，即沒有改變

電路的工作情況。但并聯(lián)電容后，由于Ic的出現(xiàn)，電路的總電流減小了，相量圖見2。

綜上所訴，并聯(lián)電容前后，電源向外供出的有功功率未變，總電流卻因并聯(lián)電容而減

小，因而減小了電路上的功率損耗，提高了傳輸電能的效率，意義十分重大。

附：日光燈、鎮(zhèn)流器、啟輝器的結構及原理

1.日闞

日光燈結構如附圖1,在玻璃燈管內壁涂有一層薄薄的熒光粉，密封的

燈管內放少量水銀、充有惰性氣體（氨氣）。燈管兩端各裝有一個燈絲，燈絲上涂有一

層氧化物，通電后會發(fā)射電子。

玻璃管

附圖1日光燈結構示意圖

2.鎮(zhèn)流器

鎮(zhèn)流器實際上是一個帶鐵心的電感線圈。日光燈電路剛接通電源時，用于產(chǎn)生一個高

電壓，以幫助燈管起輝點亮。燈管點亮后，利用自身的阻抗限制燈管的工作電流。燈管點

亮前，管內氣體未被電離，處于高阻阻斷狀態(tài)。燈管點亮后，管內氣體被電離，從而轉為

低阻導狀態(tài)，若不加限流裝置，會有過大電流流過燈管，將燈管燒壞。

3.啟輝器

用于瞬時接通和斷開由燈絲和鎮(zhèn)流器構成的通路，借助鎮(zhèn)流器的感應電甥足頗管起

燃。構造如附圖2,在充有惰性氣體（就氣）的密封玻璃泡，裝有動觸片和靜觸片。動觸

片是由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬片制成，呈倒U形，倒U形內層的金屬材料熱膨脹系

數(shù)高。在起輝器輝光放電時，放電產(chǎn)生的熱量加熱金屬片，雙金屬片斷開，與靜觸片接通。

輝光放電停止后，雙金屬片冷卻收縮，觸點斷開。

外殼

4.電湘g頭、電洞孔

如附圖3為電流插頭示意圖，附圖4為電流插孔示意圖，附圖5為用電流插頭連接電

流表測電流示意圖，附圖6為電流插孔在電路中的符號。

Ao—@-oB

附圖3電流插頭附圖4電流插孔附圖5測電流示意圖附圖6電流揄L符號

電肺頭與電流插孔工作原理：電流插頭的A、B端分別與交流安培表的測試端連接,

電流插孔的C、D端串聯(lián)在所需測量電流的支路內，在未接入電流插頭之前，C、D間相

當于一短路線，對電路無任何影響。當連接著安培表的電流插頭插入該電流插孔時，電流

插頭的A與電涮g孔的C相接，電流插頭的B與電流插孔的D相接。從而完成了一次串

聯(lián)連接。

四、實驗內容

將電源控制屏DG01上日光燈開關撥至照明外檔，日光燈位于電源控制屏上方，照

明燈管里側，鎮(zhèn)流器、啟輝器及電流插孔位于DG09元件箱上。調壓器旋鈕位于實驗臺左

側。

1可調交流電源輸出電壓的調節(jié)

(1).將電源控制屏DG01電壓換開關置于右側，調壓器旋簸時針方向旋轉

至零位，三只電壓表指針回到零位。

(2).按順時針方向緩緩旋動三相自耦調壓器的調節(jié)旋鈕，三只電壓表隨之偏轉，即

指示三相可調電壓輸出端U、V、W兩兩之間的線電壓值調至所需的電壓值，實驗做完后

將旋鈕調回零位。

1.測量燈管的起輝、熄滅電壓。

按照圖3連接電路，將需要測電流的支路接入電流插孔，并接入電容箱，(各電容開關

應均處于關斷位置)。接線完畢，經(jīng)檢查無誤后方可接通電源。

慢慢升高輸出電壓，直到啟輝器發(fā)出閃爍光、燈管剛剛點亮時，停止調壓。此時調壓

器的輸出電壓就是日光燈的最低起輝電壓，測量此時電壓記入表1。

將調壓器輸出旋鈕逆時針旋轉，此時輸出電壓降低，當調至燈管剛剛熄滅時，停止調

壓，測量此時調壓器的輸出電壓值，記入表1中。

啟輝器

圖3實驗電路圖

表1

燈管起輝電壓U超(V)燈管熄滅電壓U滅(V)

2.測量未連接電容器時各電量

將調壓器輸出電壓調至220V,此時為日光燈正常使用時電壓，按表2內容測量未接電

容器時各電量，記入表2中

表2

總電路燈管鎮(zhèn)流器

Ufi<v)I總(mA)P.s(W)UKr(v)I燈(mA)Pir(W)Uffl(V)IfA(mA)

3.測量并聯(lián)不同容量值時各電量，記入表3中。

表3

測量數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)

電

U總(V)I總(mA)Ii(mA)Ic(mA)P總(W)S(VA)cos①

OuF

1UF

2.2uF

4.7uF

注意事項：

1.本實驗電源是220V的交流電壓，實驗中嚴禁帶電接線、改線或拆線，嚴禁觸摸裸

露金屬部分。

2.測量交流電流一定要用電流插頭、電流插孔。若不用電流插頭，操作錯誤時造成安

培表損壞后果自負。

3.電源控制屏設有漏電和過流保護裝置，當控制屏內有漏電或過流現(xiàn)象，保護系統(tǒng)立

即動作，切斷總電源,，以確保用電的安全，同時蜂鳴器發(fā)出告警信號，告警指示燈亮。

按動控制屏正面左上方復位按鈕后，告警指示燈滅，蜂鳴停止發(fā)出告警信號。待故障排除

后，方可重新啟動控制屏。

五、總結

1.在日常生活中，當日光燈上缺少了啟輝器時，人們常將啟輝器的兩端短接一下，

然后迅速斷開的方式使日光燈點亮；或用一只啟輝器去點亮多只同類型的日光燈，這是為

什么？

2.為了提高電路的功率因數(shù)，常在感性負載上并聯(lián)電容器，此時增加了一條電流支

路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時感性元件上的電流和功率是否改變？

3.提高線路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器法，而不用串聯(lián)法？所并的電容器是

否越大越好?

預習報告要求：

1.實驗前復習本實驗有關內容，畫出實驗電路圖及相量圖。

2.說明改善功率因數(shù)的實際意義。

實驗六三相交流電路

一、實驗目的

1.了解三相四線制電源；

2.學習三項交流負載的星形連接和三角形的連接；

3.掌握三相電路中的線、相電量間的關系。

二、實驗儀器

電源控制屏DG01

元件箱DG09

電路基礎實驗（三）DG08

交流電流表D35-1

交流電壓表D36-1

三、實驗原理

1.三相四線制電源

三相四線制電源的線電壓U,和相電壓Up之間數(shù)值上關系為：

U,=6Up

線電壓即任意兩火線之間電壓值；

相電壓即任--火線與零線之間的電壓值。

三相四線制的電壓值一般指線電壓的有效值。如:“三相380V電源”指線電壓為380V,

相電壓為220V的三相交流電源；“三相220V電源”指線電壓為220V,相電壓為127V的

三相交流電源。

2.負載作星形連接

負載為星形連接，在有中線的情況下，不管負載對稱還是不對稱，其線電壓為相電壓

的6倍，線電流與相電流相等U,=6%

。=IP

若負載不對稱且又無中線，則線、相電壓之間不再滿足倍關系，且負載各相之間

的相電壓也不平衡，使負載不能正常工作，所以負載不對稱時不可隨意將中線斷開。連接

電路如圖lo

3.負載作三角形連接

負載作三角形連接，不論負載對稱與否，其線電壓均等于相電壓U=U,,；當負載對稱

時，其相電流也對稱，相電流與線電流之間的關系為eV3Up,當負載不對稱時，相電

流與線電流不再滿足C的關系。連接電路如圖2。

圖2負載為一:角形連接

四、實驗內容

1可調交流電源輸出電壓的調節(jié)

(1).將電源控制屏DG01電壓換開關置于右側，調壓器旋簸時針方向旋轉

至零位，三只電壓表指針回到零位。。調壓器旋鈕位于實驗臺左側。

(2).按順時針方向緩緩旋動三相自耦調壓器的調節(jié)旋鈕，三只電壓表隨之偏轉，即

指示三相可調電壓輸出端U、V、W兩兩之間的線電壓值，調至所需的電壓值，實驗做完

后將旋鈕調回零位。

1.測量三相四線制電源的線、相電壓值

三相調壓器輸出電壓調至220V,用交流電壓表測量其線電壓利相電壓，記入表1

中。

表1

UuvUvwUwuUvNUWN

220V電源

2.負載作星形連接

按照圖1接線，將交流安培表上連接好電流插頭，以備測電流使用。

(1).將負我電燈全部打開，形成三相對稱負我，按照表2中的條件要求測量各電量。

(2).改變負載，使A相開一個燈、B相開兩個燈，C相開三個燈，形成三相不對稱負

載，按照表2中的條件要求測量各電量。

表2

條件負瓢琳負載不對稱

被測量有中線無中線有中線無中線

線UAB(V)

電

壓UBC(V)

UCA(V)

(V)

相Uw

電

V)

壓U(

BY

V)

Uq(

）

IA（A

電

)

IB(A

)

k(A

流

A)

IN(

接

形連

三角

載作

3.負

電源,

，接通

誤后

查無

接。檢

源連

與電

接，再

形連

三角

載做

將負

路，先

接電

2連

按照圖

三個

C相開

燈，

兩個

相開