精品课件-电工基础及测量-第11章
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第11章 电工基础及测量实验
第11章 电工基础及测量实验
11.1 概述 11.2 叠加定理、基尔霍夫定律与电位的验证 11.3 戴维南定理的验证及最大功率传输条件的测定 11.4 感性负载日光灯功率因数的提高 11.5 串联谐振 11.6 三相负载的连接及测量 11.7 自感线圈参数的测定 11.8 互感线圈同名端的判定及参数的测定
第11章 电工基础及测量实验
2. 实验应达到的目标 根据电工基础及测量实验大纲的要求，通过实验课，学生 应在实验技能上达到下列要求： (1) 掌握应用实验手段来验证一些定理和结论的方法。 (2) 正确使用常见的电工仪表和电子仪器。掌握基本的 电工测试技术。 (3) 正确按图连接实际电路，掌握排除一般(断路、短路 等)电路故障的方法。 (4) 认真观察实验现象，正确读取、处理实验数据；完 成实验报告并得到正确的实验结论。
第11章 电工基础及测量实验
11.1 概 述 1. 实验的必要性 电工基础及测量实验课与其理论课一样，是从事专业技术 入门的必修课。诚然，与专业实验相比，电路实验不那么“引 人入胜”，如同高楼大厦的地基一样，虽没有其上的巍峨宏伟， 但它却承载着万斤重担，是成功的保证。做好电路实验，掌握 实验中使用的仪器设备，学会基本的实验技巧，最好在实验中 遇到一些故障，经过理论分析，亲自排除。这样，对日后掌握 专业技术知识，提高理论水平和实践能力是大有益处的。
第11章 电工基础及测量实验
11.2 叠加定理、基尔霍夫定律与电位的验证 1. 实验目的 (1) 用实验的方法验证叠加定理和基尔霍夫定律以提高
对两定理的理解和应用能力。 (2) 通过实验加深对电位、电压与参考点之间关系的理
解。 (3) 通过实验加深对电路参考方向的掌握和运用能力。
第11章 电工基础及测量实验
实验中可能出现一些不可预料的故障，为保证实验顺利进 行，对电路正常工作的电压、电流和信号波形应有一定的了解。 另外，面对已出现的电路故障，应立即切断电源，保护现场， 冷静分析故障原因，准确排除电路故障。
第11章 电工基础及测量实验
4. 撰写实验报告 实验报告是对实验工作的全面总结，应对实验目的、原理 (或理论知识)、任务(设计)、实验电路图、过程分析等主要 方面有明确的叙述。 撰写实验报告的主要工作是实验数据的处理。此时，要充 分发挥曲线和图表的作用，其中的公式、图表、曲线应有编号、 名称等，以保证叙述条理的清晰。为了保证整理后的数据的可 信度，实验报告中必须保留原始数据。此外，报告中还应包括 实验中发现的问题、现象及事故的分析、实验收获及心得体会 等。实验报告最重要的部分是实验结论，它是实验的成果，对 此结论必须有科学的根据和来自理论及实验的分析。 报告中还应指明实验中使用的仪器及元器件的型号名称等 相关信息。
2. 实验原理说明 叠加定理：对于一个具有唯一解的线性电路，由几个独立 电源共同作用所形成的各支路电流或电压，等于各个独立电源 单独作用时在相应支路中形成的电流或电压的代数和。不作用 的电压源所在的支路(移开电压源后)应短路，不作用的电流源 所在的支路应开路。 基尔霍夫电流、电压定律：在任一时刻，流出(流入)集中 参数电路中任一节点电流的代数和等于零；集中参数电路中任 一回路上全部组件端电压代数和等于零。 电位与电压：电路中的参考点选择不同，各节点的电位也 相应改变，但任意两点的电压(电位差)不变，即任意两点的电 压与参考点的选择无关。
③ 连线检查：对照实验电路图，由左至右或由电路明显 标记处百度文库始一一检查，不能漏掉一根哪怕很小很短的连线，图 物对照，以图校物。
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3) 电路的故障检测 实验中常常会因为导线断裂、元器件值错误和使用时电压、 电流或功率超过器件允许的额定值等因素影响电路的正常工作， 严重时还会烧坏仪表及元器件。实验中不但要完成所有的实验 任务，还应初步掌握电路故障检测、排除的方法，这是基本实 验技能。故障检测的方法根据工作环境、使用仪器的不同，一 般有以下几种： (1) 断电检测法(电阻测量法)：当电路中电压较高，而 出现故障时，应立即切断电源，用万用表相应功能检查器件的 好坏、导线的通断、电源是否正常等。
第11章 电工基础及测量实验
(2) 带电检测法(电压表测量法)：在电压较低的交、直 流电路实验中，如发现电路故障，可用电压表首先检查电源供 电是否正常，然后测量电路中有关节点的电位或某两点间的电 压值是否正常，根据测量结果分析并找出故障部位。
(3) 示波器检测法： 用示波器观察电路中相关点的电压 波形、有关元器件管脚的信号波形和工作点电压是否正常，分 析并找出故障原因。
第11章 电工基础及测量实验
3. 实验要求 电路实验课是电路教学的一个重要环节，它有助于巩固所 学的基本理论，是理论与实践的结合过程。在对理论课的考核 中，实验成绩不可缺少。 考核内容有：课前预习、实验操作、实验报告等。 1) 课前预习 实验能否顺利进行和收到预期效果，很大程度上取决预习 准备得是否充分。因此，要求实验之前仔细阅读实验指导书及 有关参考资料。明确实验目的、实验必备的理论知识、实验任 务与具体的实验电路，了解实验方法和步骤，自行设计实验电 路、计算电路参数，写出预习报告。清楚实验中观察哪些现象， 记录哪些数据，有什么注意事项等。
第11章 电工基础及测量实验
2) 实验操作 实验操作是在充分预习后，在实验室进行的整个实验过程。 包括熟悉、检查及使用实验仪器仪表与实验元器件，连接实验 线路，实际测试、记录数据及实验后的整理工作等。 (1) 仪器仪表与实验元器件。实际应用中的仪器及元器 件不同于书本中的理想元件，同一种性质的仪器有型号、用途 及外观形状等差别，同一种性质的器件有材质、功率、用途及 体积大小等区别。电路实验中使用低频或直流仪器仪表和普通 用途的中、小功率元器件。
第11章 电工基础及测量实验
(2) 连接实验电路。连接实验电路是进行实验并取得正 确结果的第一步，至关重要。
① 实验对象的摆放，应遵循布局合理、操作方便、连线 简单的原则，对于信号频率较高的实验内容，还应注意干扰问 题。
② 实验连线的顺序应视电路复杂程度和个人技术熟练程 度而定。对初学者来说，应按电路图一一对应接线。对于复杂 电路，应先接串联支路，后接并联支路(先串后并)，最后连接 电源。每个连接点不多于两根导线。
第11章 电工基础及测量实验
11.1 概述 11.2 叠加定理、基尔霍夫定律与电位的验证 11.3 戴维南定理的验证及最大功率传输条件的测定 11.4 感性负载日光灯功率因数的提高 11.5 串联谐振 11.6 三相负载的连接及测量 11.7 自感线圈参数的测定 11.8 互感线圈同名端的判定及参数的测定
第11章 电工基础及测量实验
2. 实验应达到的目标 根据电工基础及测量实验大纲的要求，通过实验课，学生 应在实验技能上达到下列要求： (1) 掌握应用实验手段来验证一些定理和结论的方法。 (2) 正确使用常见的电工仪表和电子仪器。掌握基本的 电工测试技术。 (3) 正确按图连接实际电路，掌握排除一般(断路、短路 等)电路故障的方法。 (4) 认真观察实验现象，正确读取、处理实验数据；完 成实验报告并得到正确的实验结论。
第11章 电工基础及测量实验
11.1 概 述 1. 实验的必要性 电工基础及测量实验课与其理论课一样，是从事专业技术 入门的必修课。诚然，与专业实验相比，电路实验不那么“引 人入胜”，如同高楼大厦的地基一样，虽没有其上的巍峨宏伟， 但它却承载着万斤重担，是成功的保证。做好电路实验，掌握 实验中使用的仪器设备，学会基本的实验技巧，最好在实验中 遇到一些故障，经过理论分析，亲自排除。这样，对日后掌握 专业技术知识，提高理论水平和实践能力是大有益处的。
第11章 电工基础及测量实验
11.2 叠加定理、基尔霍夫定律与电位的验证 1. 实验目的 (1) 用实验的方法验证叠加定理和基尔霍夫定律以提高
对两定理的理解和应用能力。 (2) 通过实验加深对电位、电压与参考点之间关系的理
解。 (3) 通过实验加深对电路参考方向的掌握和运用能力。
第11章 电工基础及测量实验
实验中可能出现一些不可预料的故障，为保证实验顺利进 行，对电路正常工作的电压、电流和信号波形应有一定的了解。 另外，面对已出现的电路故障，应立即切断电源，保护现场， 冷静分析故障原因，准确排除电路故障。
第11章 电工基础及测量实验
4. 撰写实验报告 实验报告是对实验工作的全面总结，应对实验目的、原理 (或理论知识)、任务(设计)、实验电路图、过程分析等主要 方面有明确的叙述。 撰写实验报告的主要工作是实验数据的处理。此时，要充 分发挥曲线和图表的作用，其中的公式、图表、曲线应有编号、 名称等，以保证叙述条理的清晰。为了保证整理后的数据的可 信度，实验报告中必须保留原始数据。此外，报告中还应包括 实验中发现的问题、现象及事故的分析、实验收获及心得体会 等。实验报告最重要的部分是实验结论，它是实验的成果，对 此结论必须有科学的根据和来自理论及实验的分析。 报告中还应指明实验中使用的仪器及元器件的型号名称等 相关信息。
2. 实验原理说明 叠加定理：对于一个具有唯一解的线性电路，由几个独立 电源共同作用所形成的各支路电流或电压，等于各个独立电源 单独作用时在相应支路中形成的电流或电压的代数和。不作用 的电压源所在的支路(移开电压源后)应短路，不作用的电流源 所在的支路应开路。 基尔霍夫电流、电压定律：在任一时刻，流出(流入)集中 参数电路中任一节点电流的代数和等于零；集中参数电路中任 一回路上全部组件端电压代数和等于零。 电位与电压：电路中的参考点选择不同，各节点的电位也 相应改变，但任意两点的电压(电位差)不变，即任意两点的电 压与参考点的选择无关。
③ 连线检查：对照实验电路图，由左至右或由电路明显 标记处百度文库始一一检查，不能漏掉一根哪怕很小很短的连线，图 物对照，以图校物。
第11章 电工基础及测量实验
3) 电路的故障检测 实验中常常会因为导线断裂、元器件值错误和使用时电压、 电流或功率超过器件允许的额定值等因素影响电路的正常工作， 严重时还会烧坏仪表及元器件。实验中不但要完成所有的实验 任务，还应初步掌握电路故障检测、排除的方法，这是基本实 验技能。故障检测的方法根据工作环境、使用仪器的不同，一 般有以下几种： (1) 断电检测法(电阻测量法)：当电路中电压较高，而 出现故障时，应立即切断电源，用万用表相应功能检查器件的 好坏、导线的通断、电源是否正常等。
第11章 电工基础及测量实验
(2) 带电检测法(电压表测量法)：在电压较低的交、直 流电路实验中，如发现电路故障，可用电压表首先检查电源供 电是否正常，然后测量电路中有关节点的电位或某两点间的电 压值是否正常，根据测量结果分析并找出故障部位。
(3) 示波器检测法： 用示波器观察电路中相关点的电压 波形、有关元器件管脚的信号波形和工作点电压是否正常，分 析并找出故障原因。
第11章 电工基础及测量实验
3. 实验要求 电路实验课是电路教学的一个重要环节，它有助于巩固所 学的基本理论，是理论与实践的结合过程。在对理论课的考核 中，实验成绩不可缺少。 考核内容有：课前预习、实验操作、实验报告等。 1) 课前预习 实验能否顺利进行和收到预期效果，很大程度上取决预习 准备得是否充分。因此，要求实验之前仔细阅读实验指导书及 有关参考资料。明确实验目的、实验必备的理论知识、实验任 务与具体的实验电路，了解实验方法和步骤，自行设计实验电 路、计算电路参数，写出预习报告。清楚实验中观察哪些现象， 记录哪些数据，有什么注意事项等。
第11章 电工基础及测量实验
2) 实验操作 实验操作是在充分预习后，在实验室进行的整个实验过程。 包括熟悉、检查及使用实验仪器仪表与实验元器件，连接实验 线路，实际测试、记录数据及实验后的整理工作等。 (1) 仪器仪表与实验元器件。实际应用中的仪器及元器 件不同于书本中的理想元件，同一种性质的仪器有型号、用途 及外观形状等差别，同一种性质的器件有材质、功率、用途及 体积大小等区别。电路实验中使用低频或直流仪器仪表和普通 用途的中、小功率元器件。
第11章 电工基础及测量实验
(2) 连接实验电路。连接实验电路是进行实验并取得正 确结果的第一步，至关重要。
① 实验对象的摆放，应遵循布局合理、操作方便、连线 简单的原则，对于信号频率较高的实验内容，还应注意干扰问 题。
② 实验连线的顺序应视电路复杂程度和个人技术熟练程 度而定。对初学者来说，应按电路图一一对应接线。对于复杂 电路，应先接串联支路，后接并联支路(先串后并)，最后连接 电源。每个连接点不多于两根导线。