实训一电路的连接.docx
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实训一电路的连接
实训一:
电路连接的基本方式
实训科目:
电工基础
实训时间:
3周
一、实训目标:
1、知识与技能
(1)通过实验了解电路连接的基本方式。
(2)通过探究,知道串联电路和并联电路的基本特点。
(3)了解串联电路、并联电路并能分析实际电路。
2、过程与方法:
通过实验中对电路的连接,探究了解串,并联电路区别。
实训重点:
根据电路图连接实物,根据实物图画电路图。
实训难点:
串联和并联电路的特点,连接串联、并联电路。
3、组织方式:
实训室总有28台实训台,把全班分为小组形式,每组选一个小组长配合老师进行管理实训过程中各组的纪律和安全管理。
4、通关标准:
每个同学都能根据电路图连接实物,能分清串联和并联方能通关。
二、实训器材:
+6V直流稳压电源
电流表一个
电压表一个
电阻值为100欧姆、200欧姆、300欧姆各一个。
三、实训原理:
电路的连接有两种基本方式
1、串联电路:
把用电器逐个顺次连接起来,使得电流只有一条通路的电路。
特点:
各电阻的电流相等,总电压等于各电阻电压之和,总电阻等于个串联电阻之和,各串联电阻对总电压起分压作用,电阻两端电压与电阻的阻值成正比。
2、并联电路:
把两个或两个以上电器并接在两点之间,电阻两端承受同一电压的电路。
特点:
各并联电阻两端的电压相等,总电流等于通过各电阻的分电流之和,电阻并联对总电流有分流作用,并联电路总电阻的倒数等于个并联电阻倒数之和,通过各电阻的电流与各电阻的阻值成反比。
四、实训步骤:
1、先按照电路原理图1.1和1.2,连接实物图。
2、如果是连接串联电路,就按照一定的顺序,从电源的正极出发,个顺次的连接就行。
如果是连接并联电路,就先找一个支路,此支路上电路元件相对多一些,然后逐个顺次的连接。
然后,再把另一个支路上电路元件连接好,找准要并联的两个点,把另一个支路并联上去。
3、在接线过程中,电源始终要断开,检查电路连接无误后,再打开电源。
4、测量串联电路中各电阻两端的电压,流过串联电路的总电流及等效电阻。
测量并联电路中流过各电阻的电流,流过并联电路的总电流及等效电阻。
5、最后将数据交给老师检查后,收拾好实训台方可离开。
五、实训注意事项:
1、实训的电压源,在开启电源开关之前,应将电压源的输出细调旋钮调至最小,接通电源后再根据需要慢慢调节。
2、电压表应与被测电路并联使用,电流表应与被测电路串联使用,并且注意极性及量程的选择。
六、实训总结
实训二日光灯电路的连接与功率因数的提高
实训科目:
电工基础
实训时间:
4周
一、实训目标:
1、
(1)了解日光灯的组成和工作原理并掌握其线路的连接方法。
(2)理解掌握提高功率因数的方法及意义。
(3)、学会用功率表测功率。
2、组织方式:
实训室总有28台实训台,把全班分为小组形式,每组选一个小组长配合老师进行管理实训过程中各组的纪律和安全管理。
3、通关标准:
每个同学都能根据电路图连接实物,能指出我们实训中的器材名字和作用。
二、实训器材:
0~500V交流电压表一个
0~5A交流电流表一个
功率表一个
可调交流电源一个
与30W灯管配用的镇流器、启辉器各一个
30W的日光灯灯管一个
1微发、2.2微发、4.7微发/500V电容器各一个
220V、25W白炽灯及灯座各一个
电流插座
三、实训原理:
1、本次实训所用负载是日光灯。
整个实训电路是由灯管、镇流器和启辉器组成。
如图所示2.1所示。
镇流器是一个感性负载,功率因数较低,我们用并联电容的方法可以提高整个电路的功率因数。
其电路如图2.2所示。
选取适当的电容值使容性电流等于感性的无功电流,从而使整个电路的总电流减小,电路的功率因数将会接近1。
屏上功率因数提高后,能使电源容易得到充分利用,还可以降低线路的损耗,从而提高传输效率。
2、日光灯的组成及工作原理。
组成:
灯管、镇流器、启辉器
工作原理:
日光灯内壁上涂有荧光物质,管内抽成真空,并允许有少量的水银蒸汽,管的两端各有一个灯丝串联在电路中,灯管的起辉电压在400~500V之间,起辉后管降压约为110V左右(40W日光灯的管压降),所以日关灯不能直接在220V的电压上使用。
启辉器相当于一个自动开关,它有两个电极靠的很近,其中一个电极是双金属片制成,使用电源时,两电极之间会产生放电,双金属片电极吸热膨胀后,使两电极接通,此时灯丝也被通电加热。
当两电极接通后,两电极放电现象消失,双金属片因降温后而收缩,是两电极分开。
两电极断的瞬间镇流器将产生很高的自感电压,该自感电压和电源电压一起加到灯管两端,产生紫外线,从而涂在管壁上的荧光粉发出可见的光。
当灯管起辉后,镇流器又起着降压限流的作用。
四、实训步骤:
1、按图2.3接完线,请老师检查后,方可通电实训。
2、接通电源,断开电容,记下此时的P及I值,并用万用表测量U值,记入表中。
3、接通电容,逐渐增大电容分别为1微发、2.2微发、4.7微发时各个电容上的P及I值。
同样用万用表测量不同电容时的UR、UC、UL.
4、做完后,数据交老师检查后,方可整理好实训台,离开教室。
五、实训注意事项:
1、注意日光灯电路的连接方法。
2、实训的电压源,在电路连接好前,必须关闭电源,待老师检查完后再打开电源。
实训三 基尔霍夫定律的验证
实训科目:
电工基础
实训时间:
2周
一、实训目的标:
1.
(1)验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。
(2)学会用电流插头、插座测量各支路电流。
2.组织方式:
实训室总有28台实训台,把全班分为小组形式,每组选一个小组长配合老师进行管理实训过程中各组的纪律和安全管理。
3.通关标准:
每个同学都能会用电压表、电流表测量电路中各个点的电压和电流。
同学们必须对其内容有深刻的理解,并会应用本定律于电路物理量的求解。
4.重点:
基尔霍夫电压和电流定律的内容及表达式。
5.难点:
运用基尔霍夫定律分析电路。
二、实训原理:
基尔霍夫定律是电路的基本定律。
测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压,应能分别满足基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。
即对电路中的任一个节点而言,应有ΣI=0;对任何一个闭合回路而言,应有ΣU=0。
运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向,此方向可预先任意设定。
支路:
无分支的一段电路,支路中各处电流相等,称为支路电流。
节点:
三条或三条以上支路的连接点。
回路:
由一条或多条支路所组成的闭合电路。
基尔霍夫电流定律(KCL):
在任一瞬间,流向某一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
∑I=0
基尔霍夫电压定律(KVL):
在任一瞬间,沿任一回路循行方向,回路中各段电压的代数和恒等于零。
基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律两部分。
电流定律是描述电路中节点电流关系的。
指出任一瞬间,流入节点的电流恒等于流出节点的电流。
同时,电流定律还可推广应用于广义节点。
电压定律是描述回路电压之间的关系的。
它指出,在任一瞬间,沿任一回路循行方向,回路中各段电压的代数和恒等于零。
同时,电压定律也可推广应用于回路的部分电路。
基尔霍夫定律反映的是任何电路,任何元件之间的电压电流关系。
通过列出描述节点电流关系的方程和描述回路电压之间关系的方程,并联解之,就可获得电路中电流电压的相关解答。
它是描述电路中电流电压关系的最基本的定律。
三、实训设备:
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
直流稳压电源
0~30V可调
二路
DG04
2
直流数字电压表
0~200V
1
D31
3
直流数字毫安表
0~200mV
1
D31
4
基尔霍夫定律实验电路板
1
DG05
四、实训内容
图3.1
实验线路用DG05挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。
1.实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。
图3.1中的I1、I2、I3的方向已设定。
三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。
2.分别将两路直流稳压源接入电路,令U1=6V,U2=12V。
3.熟悉电流插头的结构,将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、-”两端。
4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,读出并记录电流值。
5.用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值,记录之。
被测量
I1
(mA)
I2
(mA)
I3
(mA)
U1
(V)
U2
(V)
UFA
(V)
UAB
(V)
UAD
(V)
UCD
(V)
UDE
(V)
计算值
测量值
相对
误差
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,但需用到电流插座。
2.所有需要测量的电压值,均以电压表测量的读数为准。
U1、U2也需测量,不应取电源本身的显示值。
3.防止稳压电源两个输出端碰线短路。
4.用指针式电压表或电流表测量电压或电流时,如果仪表指针反偏,则必须调换仪表极性,重新测量。
此时指针正偏,可读得电压或电流值。
若用数显电压表或电流表测量,则可直接读出电压或电流值。
但应注意:
所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。
六、实训总结:
实训四 叠加原理的验证
实训科目:
电工基础
实训时间:
1周
一、实验目标:
1、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。
2、组织方式:
实训室总有28台实训台,把全班分为小组形式,每组选一个小组长配合老师进行管理实训过程中各组的纪律和安全管理。
3、通关标准:
每个同学都能根据电路图连接实物,正确测出实验数据方能通关。
二、实训原理:
叠加原理指出:
在有多个独立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(即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值)也将增加或减小K倍。
三、实训仪器:
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
直流稳压电源
0~30V可调
二路
2
万用表
1
自备
3
直流数字电压表
0~200V
1
4
直流数字毫安表
0~200mV
1
5
叠加原理实验电路板
1
DGJ-03
四、实验步骤:
实验线路如图4-1所示,用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。
图4.1
1.将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V,接入U1和U2处。
2.令U1电源单独作用(将开关K1投向U1侧,开关K2投向短路侧)。
用直流数字电压表和毫安表(接电流插头)测量各支路电流及各电阻元件两端的电压,数据记入表4-1。
表4-1
测量项目
实验内容
U1
(V)
U2
(V)
I1
(mA)
I2
(mA)
I3
(mA)
UAB
(V)
UCD
(V)
UAD
(V)
UDE
(V)
UFA
(V)
U1单独作用
U2单独作用
U1、U2共同作用
2U2单独作用
3.令U2电源单独作用(将开关K1投向短路侧,开关K2投向U2侧),重复实验步骤2的测量和记录,数据记入表4-1。
4.令U1和U2共同作用(开关K1和K2分别投向U1和U2侧),重复上述的测量和记录,数据记入表4-1。
5.将U2的数值调至+12V,重复上述第3项的测量并记录,数据记入表4-1。
6.将R5(330Ω)换成二极管1N4007(即将开关K3投向二极管IN4007侧),重复1~5的测量过程,数据记入表4-2。
7.任意按下某个故障设置按键,重复实验步骤4的测量和记录,再根据测量结果判断出故障的性质。
表4-2
测量项目
实验内容
U1
(V)
U2
(V)
I1
(mA)
I2
(mA)
I3
(mA)
UAB
(V)
UCD
(V)
UAD
(V)
UDE
(V)
UFA
(V)
U1单独作用
U2单独作用
U1、U2共同作用
2U2单独作用
五、实训注意事项:
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、实训总结:
实训六 三相鼠笼电动机的使用
实训科目:
电工基础
实训时间:
4周
一、实训目标:
1、
(1)学习兆欧表、转速表、钳形表的用法。
(2)练习三相鼠笼电动机的接线、直接启动、反转的方法。
2.组织方式:
实训室总有28台实训台,把全班分为小组形式,每组选一个小组长配合老师进行管理实训过程中各组的纪律和安全管理。
3.通关标准:
每个同学都知道电机的磁极对数并学会分析一些简单的电机故障。
二、实训知识点及原理:
三相异步电动机定子绕组的接法(即△和Y形)。
直接起动鼠笼电动机时,起动电流及其影响。
降低起动电流的方法。
改变鼠笼时机旋转方向的方法。
1、兆欧表的原理和使用方法:
兆欧表又称绝缘摇表或高阻表,是一种专门用来测量绝缘电阻的可携式仪表,在电气安装、检修和试验中,得到广泛的应用。
兆欧表的读数以兆欧(1MΩ=1000000Ω)为单位。
兆欧表的高压电源,是由手摇直流发电机产生的,故兆欧表又称摇表。
手摇发电机所产生的额定电压有500伏、1000伏、2500伏等几种。
本实验用的是ZC25-3型携带式兆欧表,额定电压为500伏。
主要由磁电式比率计和手摇直流发电机两部分组成,可以认为是一种特殊结构的磁电式仪表。
发电机的工作原理是旋转产生的电磁感应电动势,经过整流后从电刷引出,得到直流电压。
使用兆欧表时应注意:
(1)选择:
额定电压为500伏的兆欧表,只能测额定电压500伏以下的电气设备绝缘电阻,测量范围为0-1000MΩ。
(2)检查:
使用兆欧表之前,应将表远离磁场,水平放置平稳,然后使L、E端钮短接,轻轻摇动发电机,这时指针应指在“0”位上,并应立即停摇,说明兆欧表是好的,否则可能损坏。
(3)准备:
绝缘电阻的测量必须在设备的线路停电状态下进行。
测量前,应将被测设备表面擦开净,以免引起误差。
另外应选用单股线作为兆欧表与被测设备之间的连接导,不可用双绝缘导线,否则有可能因导线绝缘不良而引起误差。
(4)接线:
兆欧表有三个测量端钮,(L、E、G),一般测量时,只用L和E端。
L端是线路端钮,应接被测导体E是接地端钮,应接被测设备的“地”端,按G端“保护环”,其作用是减少被测设备表面漏电流对测量值的影响,一般仅在测量电缆对地绝缘电阻时才使用。
(5)测量:
测量时,从慢到快依顺时针方向摇动发电机手柄,并使它的速度保持在规定范围内(一般规定为120转∕分,可以有±20%的变化),切忌忽快忽慢。
由于绝缘电阻加上电压后,其阻值会随时间而有所变化,因此规定以摇测一分钟后的读数为准。
如果在摇测过程中,发现指针指“0”,则不能再继续摇动手柄,以防表内线圈烧毁。
(6)拆线:
测量完毕后,在兆欧表没有停止转动和被设备没有放电之前,不要用手触及被测设备的测量部分或拆除导线。
2、转速表的原理和使用方法
(1)转速表是用来测量各种机器设备的旋转速度或线速度的仪表。
实操中用的是LZ-30型离心式手持转速表。
工作原理:
转速表是利用离心器旋转后,产生惯性离心与起反作用的拉力弹簧相平衡,由转动机构使指针在分度盘上指示出相应的转速。
(2)转速选择:
LZ-30型离心式手持转速范围共分为5档:
I:
30-120;II:
100-400;III:
300-1200;IV:
1000-4000;V:
3000----12000。
单位是转/分钟。
测量时应首先将调速盘旋转到所要测量的范围内(即将调速盘上的刻度数值转到与分度盘处于同一水平面),便可进行测量。
转速表有两圈标度尺,一条从3-12,一条是从1-4,若调速盘的数值在I、III、V档,则测得的转速以分度盘外圈的数字,分别乘以10、100、1000。
若调速成盘的数值在II、IV档则测出的数值应以分度盘内较的数字分别乘以10、100.
3、钳形电表的使用
概述:
测量电流时,有些场合不能断开电路,这时可以使用钳形电流
表。
下面以MC26型钳形交流电流电压表为例来进行介绍。
这种钳形交流电流电压表由电流互感器和电流表组成,该表只能测量交流和电压,仪表共有二条标度尺,一条供测交流电流用,一条供测交流电压用。
测量范围为:
0-5-25-50A,0-300-600V。
测量交流电压时,只需将二笔的一端插入表上插孔内,另一端分
别接到待测电压两端。
测量交流电流时,掐紧钳形电流表上的扳手,使电流互感器的钳
口张开,被测导线不必断开就可以放在口中间,再松开扳手,使铁芯
闭合。
这时,位于铁芯中间的载流导线就相当于电流互感器的一次线
圈,导线中的交流电流产生交变磁场,在电流互感器的二次线圈中产
生感应电流。
二次线圈与测量机构连接,通过电流表即可测定被测电
流的大小。
(1)使用钳形电流表测量电流时,应注意几个问题:
a、选择适合的量程档。
b、钳口套入导线后,钳口应完全闭合。
c、测量小电流时,应将被测导线多绕几圈后放在钳口的中间,但实际值是测量值除以圈数。
三、实训仪器及设备
名称
规格
数量
备注
电源
三相电压380伏特
50赫
鼠笼电动机
三相1.1Kω
一只
万用表
MF-30
一只
兆欧表
ZC25-3
一只
钳形电流表
一只
手持转速表
一只
三、实验内容及步骤:
1、抄录电机铭牌,了解铭牌上各项技术参数的含义。
2、了解出线盒上各线端是如何引出的,用万用表测量并记录定子三相绕组的电阻值,(功率较大的电机,绕组导线截面较大,电阻值很小,万用表只能用来判断其通、断状态)三相绕组的电阻分别是:
Ra=Rb=Rc=
3、用兆欧表测量电机的绝缘电阻。
各相绕组对地(地即机壳)的绝缘电阻。
(单位为兆欧)
Rao=Rbo=Rco=
各相绕组之间的绝缘电阻。
Rab=Rbc=Rca=
(1)、用手转动电机转子,确认转子是否正常无阻。
(2)、检查三相闸刀开关中熔丝是否合用。
熔丝可用不同材料制成,其规格是直径及额定电流,三相鼠笼电动机电路的熔丝可按电机额定电流的(1.5-2.5)倍选用。
(降低起动用1.5,全压的为2.5)例:
J02-21-4Kω 380伏2.67安的电机,在线电压为380伏的电源中使用时,电机接成Y。
轻载起动时熔丝额定电流为2.67×1.5=4安,查表可知。
选用直径为0.813MM的铅锡合金熔丝便可。
(其额定电流为4.1安,略大于计算的结果)。
根据实验用电机的铭牌数据及实验用电源的电压条件,确定空载起动时,铅锡合金熔丝的直径为0.813MM,装上适合的熔丝。
4、连接实验线路
根据实验条件,将电机接成(Y?
Δ?
)从电机接线盒引出三根电线,分别接到三相开关熔断器的一端。
5、清理电机周围杂物,用手旋转电机,确认无阻碍后闭合三相开关,起动电机,
用手持转速表测量电机的空载转速n0=转∕分。
6、测量线电流。
(1)Ia=Ib=Ic=
(2)Ia+Ib=Ib+Ic=Ic+Ia=
(3)Ia+Ib+Ic=
研究这些数据
7、用万用表测量三相绕组端电压。
Uao=Ubo=Uco=
电源电压为:
Uab=Ubc=Uca=
9、三相开关停车,停车过程中注意看清电机的旋转方向。
(记录下来)
10、拆开引入电机接线盒中三根电线的任意两根对调接好,重新起动电动机。
停车过程中注意观察电机的旋转方向是否已改变。
四、实训注意事项:
(1)不得以转速表的低速档测量高转速。
(2)根据被测轴的形状选择恰当的探头,安装在转速表的测轴上,使之与被测轴尽可能密切的接触。
(3)测轴与被测轴接触时,动作应缓慢,同时应使二轴保持在一条水平线上,不要交叉。
(4)测量时,测轴与被测轴不应顶得太过紧,以二轴接触不相对滑动为原则。
(5)转速表不能测量瞬时转速。
(5)指针偏转方向与被测轴旋转方向无关。
(6)使用时应加润滑油(钟油),可外壳及调速盘上的油孔内注入。
(7)在保管和运输过程中,应避免受到冲击,日晒和雨雪侵袭。
(8)转速表应与腐蚀剂分开存放,其周围气温最好在0摄氏度到40摄氏度,最高湿度不要超过85%。
(9)测量时,应等指针稳定后再读数。
a、转速表在使用时,指针摆动的摆幅不超过3cm。
b、使用转速表时,要拿稳,防止跌落地面,造成损坏。
六、实训总结: