15-1电阻器、电容器的识别与检测及万用表的使用
1-训练目的
(1)熟悉电阻器、电容器的外形,型号命名法。
(2)学习用万用表检测电阻器、电容器的方法。
(3)学习使用万用表。
2-训练器材
万用表1只不同型号的电阻器、电容器若干只3-训练内容和步骤
(1)电阻的识别和检测,将结果填入表15-1中。
4-报告要求
(1)画出测试电路。
(2)整理表中的测试数据。
(3)总结万用表的使用方法及注意事项。
15-2基尔霍夫定律和叠加定理的验证
1-训练目的
(1)练习电路接线,学习电压表、电流表、稳压电源的使用方法。
(2)加深对基尔霍夫定律、叠加定理的理解。
(3)加深对电压、电流参考方向的理解。
2-训练器材
直流稳压电源30V可调1台电阻20、50、100±5%/1W各1只直流毫安表0~500mA2只0~50~100mA1只直流电压表0~15~30V1只3-训练内容与步骤
1)验证基尔霍夫定律
(1)电路如图15-2所示,(开关S1、S2均断开)经教师检查无误后,方可进行下一步。
图15-2验证基尔霍夫定律电路图(2)调节稳压电源第一组的输出为15V作为Us1,第二组的输出电压为3V作为Us2,把S1、S2分别合向点1和点4。
(3)将各电流表读数记入表15-6中实测栏内,并验算栏内验算a点电流的代数和钞I=0?
(4)用电压表分别测量各元件电压Uab、Ubc、Ucd及Uda,记录于表15-7中,并验算回路abcda及abca的电压代数和钞U=0?。
注意:在电路中串联电流表时,电流表的极性应按图15-2所标电流参考方向去接,如果表针反偏,则应将电流表“+”“-”接线柱上的导线对换,但其读数应记为负值,这就是参考方向的实际意义,测量电压时也有同样的情况。
2)验证叠加定理
(1)验证电路见图15-2所示。将开关S1合到点1,开关S2合到点4,即电压源Us1、Us2共同作用在电路的情况,将电流表测出的电流值及电压表测出的电压值填入表15-8中。
(2)将开关S1合到点1,开关S2合到点3,即电压源Us1单独作用于电路的情况,将电流表测出的电流值及电压表测出的电压值填入表15-8中。
(3)将S1合到点2,S2合到点4,即电压源Us2单独作用于电路中,也将所测得的电流值和电压值填入表15-8中。
(1)画出验证电路图,简述训练过程。
(2)将各理论计算值及各实测值列表说明。
(3)用表15-6、表15-7、表15-8中的数据,分别验证基尔霍夫定律和叠加定理的正确性。
15-3戴维南定理的验证
1-训练目的
(1)初步掌握有源线性二端网络的参数的测定方法。
(2)加深对戴维南定理的理解。
2-训练器材
双路直流稳压电源1台直流毫安表0~50~100mA1块电阻1k、510、100、2k0-5W各1只电位器4701W2只数字万用表或指针式万用表1块。
3-训练技术知识
(1)线性有源二端网络参数Uoc的测定方法。Uoc采用直接测量法:当所用万用表的内阻图15-3有源二端网络开路电压的测量方法RV远大于等效电阻R0时,可直接将电压表并联在有源线性二端网络两端,电压表的指示值即为开路电压Uoc,如图15-3所示。
(2)R0的测量方法有:开路短路法、附加电阻法、附加电源法。
这种方法不适合不允许直接短路的二端网络,如图15-4所示。
②附加电阻法:测出二端网络的开路电压以后,在端口处接一负载电阻RL,然后测出负载电阻RL两端的电压URL,如图15-5所示。
③附加电源法:令有源二端网络中的所有独立源置零,然后在端口处加一个给定电压为U的电压源,测得入口电流I。
4-训练内容及步骤
(1)测试有源二端网络(虚线框内电路)的外特性U=f(I)。按图15-7接线,调节RP的大小,测出电压U和电流I,将数据填入表15-9中。
(2)按图15-3测开路电压Uoc的方法,测出图15-7中有源二端网络的开路电压Uoc=V。
(3)测量二端网络除源后的等效电阻R0。任选一种测R0的方法,并记录R0=。
(4)利用上面测得的Uoc和R0,组成戴维南等效电路如图15-8所示,调节RP,测定其外特性U=f(I),将测得的数据填入表15-10中。
5-报告要求
(1)绘出测试电路图,简述训练过程。
(2)根据表15-9和表15-10的结果,在同一坐标系画出两条外特性曲线,做比较,并分析产生误差的原因。
15-4日光灯照明电路及功率因数的提高
1-训练目的
(1)熟悉日光灯照明电路的接线,了解日光灯的工作原理。
(2)了解提高功率因数的意义和方法。
(3)学习用实验的方法求线圈的参数。
(4)学习使用功率表。
2-训练器材
3-训练技术知识
1)日光灯电路的组成
日光灯电路由灯管、镇流器和启辉器三部分组成。图15-9(a)为日光灯电路,图中1是灯管,2是镇流器,3是启辉器。
灯管是一根细长的玻璃管。内壁均匀涂有荧光粉。管内充有水银蒸汽和稀薄的惰性气体。在管子的两端装有灯丝,在灯丝上涂有受热后易发射电子的氧化物。镇流器是一个带有铁心的电感线圈。启辉器的内部结构如图15-9(b)所示,图中1是圆柱形外壳,2是辉光管,3是辉光管内部的U形双金属片,4是固定触头,通常情况下双金属片和固定触头是分开的,5是小容量的电容器,6是插头。
2)日光灯的启辉过程
当接通电源以后,由于日光灯没有点亮,电源电压全部加在启辉器的两端,使辉光管内两个电极放电,放电产生的热量使双金属片受热趋向伸直,与固定触头接通。这时日光灯的灯丝与辉光管的电极,镇流器构成一个回路。灯丝因通过电流而发热,从而使氧化物发射电子。同时,辉光管内两个电极接通时电极之间的电压为零,辉光放电停止。双金属片因温度下降而复原,两电极脱离。在电极脱开的瞬间,回路中的电流因突然切断,立即使镇流器两端感应电压比电源电压高得多。这个感应电压连同电源电压一起加在灯管两端,使灯管内惰性气体分子电离而产生弧光放电,管内温度逐渐升高,水银蒸汽游离,并猛烈地撞击惰性气体分子而放电,同时辐射出不可见的紫外线,而紫外线激发灯管壁的荧光物质发出可见光。
日光灯点亮后两端电压较低,灯管两端的电压不足以使启辉器辉光放电。因此,启辉器只在日光灯启辉时起作用。一旦日光灯点亮,启辉器处于断开状态。此时镇流器、灯管构成一个电流通路,由于镇流器与灯管串联并且感抗很大,因此可以限制和稳定电路的工作电流。
3)多量程功率表的使用
功率表的电压线圈,电流线圈标有倡的一端是同极性端,连线时要连在电源的同一端。功率表的正确接线如图15-10(a)、(b)所示。
读数方法:功率表上不注明瓦数,只标出分格数,每分格代表的功率值由电压、电流量限UN和IN确定,即分格常数C为功率表的指示值P=C(为指针所指的格数)。
注意:功率表电路中,功率表电流线圈的电流、电压线圈的电压都不能超过所选的量限UN和IN。
4-训练内容和步骤
1)日光灯电路参数的测量
按电路图15-11接好线。断开电容支路的开关S,点燃日光灯,测量电源电压U,灯管两端的电压UR,镇流器两端的电压UrL及I1,功率表的指示值P等,记入表15-11中。
15-5三相交流电路
1-训练目的
(1)学习三相负载的星形和三角形连接方法。
(2)掌握线电压与相电压,线电流与相电流的关系。
(3)了解中线的均压作用。
2-训练器材
3-训练内容和步骤
(1)用试电笔找出三相四线制电源的相线与中线,并用万用表的交流电压挡测量其线电压、相电压的有效值。
(2)按图15-12将三相负载接成星形连接,检查无误后,合上开关QS接通电源。
①分别测量负载对称(S1闭合)有中线(S0闭合)和无中线(S0断开)两种情况下的线电压、相电压、中点电压及相电流、中线电流,结果填入表15-13中。
②负载不对称,将A相负载拿掉1盏灯泡(S仍闭合),使三相负载不对称。分别测量有中线(S0闭合)和无中线(S0断开)两种情况下的线电压、相电压、中点电压及相电流、中线电流,结果填入表15-13中。
③故障情形。将A相负载断开(S1断开),分别测量有中线(S0闭合)和无中线(S0断开)两种情况下的线电压、相电压、中点电压及相电流、中线电流,结果填入表15-13中。
④将A相负载短路,注意:一定要断开中线(S0断开),测量线电压、相电压、中点电压及相电流,结果填入表15-13中。
(3)按图5-13负载接成三角形连接。
①测量负载对称时,各线电压、相电压、相电流和线电流。
②测量AB相开路(S断开)时,各线电压、相电压、相电流和线电流,将结果记入表15-14中。
4-报告要求
(1)整理所测数据并归纳所观察到的现象。
(2)根据测量数据验证对称负载的形和形时有关电压和电流的3倍关系。
15-6三相异步电动机的继电接触器控制
1-训练目的
(1)熟悉按钮开关、交流接触器、热继电器的构造,工作原理和接线方法。
(2)掌握异步电动机的基本控制电路的连接方法。
2-训练器材
3-训练内容与步骤
(1)找出交流接触器、热继电器、按钮等控制电器,了解其结构及动作原理。
(2)在断开电源的情况下,用万用表判断交流接触器的线圈、常开触点及常闭触点对应的接线柱,热继电器的常闭触点对应的接线柱。检查接触器的常开和常闭触点时,可用手将其铁心反复按下和松开,若触点接触良好,则应无接触电阻。
(3)异步电动机的直接起动控制,按图15-14接好线后,在断电的情况下,检查主电路,再检查控制回路,确保无误后,方可合闸。操作数次,观察交流接触器和电动机的动作情况。
(4)异步电动机的正反转控制,按图15-15接线。在断电的情况下,检查主电路,再检查控制回路,确保无误后,方可合闸。按下正转起动按钮SB2,观察电动机的转动情况,若正常,可按停止按钮SB1,再按反转起动按钮SB3,电动机改变旋转方向,并体会接触器的互锁控制作用。
4-报告要求
(1)点动控制和自锁控制操作过程及动作原理,说明自锁触点的作用。
(2)简述正反转控制的操作过程,并解释自锁触点和连锁触点在线路中的作用。
15-7常用电子仪器的使用
1-训练目的
(1)了解双踪示波器、低频信号发生器、稳压电源、晶体管毫伏表的原理和主要技术指标。
(2)掌握用双踪示波器测量信号幅度、频率、相位和脉冲信号的有关参数。
(3)掌握晶体管毫伏表的正确使用方法。
2-训练器材
3-训练内容及步骤
1)稳压电源的使用
接通稳压电源的开关,调电压调节旋钮使两路电源分别输出+3V和+12V,用数字式(或指针式)万用表“DCV”挡测量输出电压的值。
2)低频信号发生器及晶体管毫伏表的使用(1)信号发生器输出频率的调节方法,按下“频率范围”波段开关,配合面板上的频率调节旋钮,可使信号发生器输出频率可在1kHz~2MHz的范围内改变。
(2)信号发生器输出幅度的调节方法,调节输出“衰减”(-20dB、-40dB)波段开关和“输出调节”电位器,便可在输出端得到所需的电压,其输出为0~10V范围。
(3)低频信号发生器和毫伏表的使用,将信号发生器的频率旋钮调至1kHz,调节“输出调节”旋钮,使仪器输出电压为5V左右的正弦波,分别置分贝衰减开关于0dB、-20dB、-40dB、-60dB挡,用毫伏表分别测出相应的电压值。
注意:毫伏表接于被测信号时,应先接“接地”端,然后再接“非接地”端,测量结束时,应按相反顺序取下。不测时,应将两输入短接或置于1V以上的量程。
3)示波器的使用
(1)使用前的检查与校准,先将示波器面板上各键置于如下位置:显示方式置于“X-Y”,极性选择位于“+”,触发方式置于“内触发”;“DC、GND、AC”置于“AC”;高频、常态、自动开关置于“自动”位置;“微调、V/div”置于“校准”和“0-2V/div”挡。然后用同轴电缆将校准信号输出端与CH1通道的输入端相连,开启电源后,示波器屏幕上应显示幅度为1V、周期为1ms的方波。调节“辉度”、“聚焦”和“辅助聚焦”各旋钮使观察到的波形细而清晰,调节亮度旋钮于适中位置。