电工实验报告Word文档格式.docx
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双管日光灯
4
25W
0.53
共8条灯管
笔记本
N
70w
不常用
打印机
15
惠普WNF3J19348规定型号：
BOISB-0605-00
总功率
2460w~3835w
●各种电参数的测量和计算
电参数是用电设备的一个非常重要的参数，它对配电、线路铺设、经济考量都有很重要的现实意义，因此测量电参数显得十分重要。
电参数有电压值、电流值、电功率值、电能值、电阻值等，本实验只测量其中的电压、电流、电功率。
电压的测量：
电压的测量原理是将测量电压表并联到处于额定功率状态的负载端，从而测量出整个负载的额定电压（一般都是220V）。
电流的测量：
电流测量时采用将电流表串联入负载一端的方法进行测量的，通过适当的电路设计可以将电流表对负载电流的影响降到最低，从而是数据更加准确。
而对于总电流的测量则应在其总干路上串联电流表，此时应注意电流表的量程选择，及连接线材的选择。
功率的测量：
功率分为有功功率、无功功率和视在功率，针对不同功率有不同的测量方法。
视在功率的测量：
视在功率为电压和电流的乘积，因此只用将电压和电流分别测出然后相乘即可求出。
有功功率的测量：
有三种方案可供选择：
1.直接用有功功率表测量
具体的接线规则是将功率表的电流端串入负载一端，同时将电压端并入负载两端，注意其同名端的识别和接入；
总功率的测量则需要按照上述规则将功率表接入总支路。
优点：
读数简单，准确率高。
缺点：
线路略微复杂，操作有些不便。
2.用电能表测量
将待测负载打开运行至其额定状态，关闭其他用电器，记录其时间、电能值等初始值，隔段时间，再记录其时间、电能值等最后值，算得电能值差和时间差，相除即得其有功功率。
P1=W/T
P1为有功功率，W为消耗电能值，T为时间差。
简单易行，读数方便，对于总功率的测量则更具优势。
缺点：
准确度不高，需要计算，并且影响其他用户用电。
无功功率的测量：
无功功率的测量有别于有功功率，主要通过电压和电流的乘积得到视在功率，然后用视在功率减去有功功率来实现。
在本实验中有两种方案可供选择：
1.伏安法
将电压表和电流表分别并入和串入负载端，记录数据，计算其有功功率。
P2=Sn-P1
Sn=U*I
其中U是其额定电压，I是额定电流，Sn为视在功率，P1为有功功率，P2为无功功率。
准确度高，较真实的反映出其无功功率。
线路复杂，计算精度取决于视在功率和有功功率的测量上。
2.用无功功率表测量
无功功率的接线和有功功率相似，参照有功功率表接线。
读数简单，无需计算。
需要系数和同时系数的计算：
需要系数：
需要系数可通过查表得知.
同时系数：
同时系数是设备在满天时运行的平均功率和最大功率的比值，可以通过日常经验求得，这里我们假设同时系数为0.5。
●测量仪器的选择
用电设备的选择不仅基于被测设备的用电量、电压、电流等原因，也要考虑测量设备的实用性、经济性、可实现性和安全性等原因，基于以上几个方面来选取电压表、电流表、功率表等一些测量仪器。
磁电系仪表：
优点：
准确度高、灵敏度高、仪表内部消耗功率小、刻度均匀。
只能用于直流测量、过载能力小。
总结：
虽然磁电系优点很多，但不能测量交流电，因此不能采用磁电系仪表。
电磁系仪表：
结构简单、过载能力强、可以交直两用。
刻度不均匀、准确度低、灵敏度低、功耗大、工作频率范围窄。
由于电磁系仪表准确度较低，因此对于测量一些小型用电器可能误差较大，因此测较大功率的电器时可以考虑使用。
电动系仪表：
准确度高、可以交直两用、能够成多种仪器。
易受外磁场影响、过载能力小、刻度不均匀。
电动系虽然可以交直两用且准确度高，但其过载能力弱，可能需配合互感器使用，使得测量复杂化，因此应酌情使用。
不同仪器的优缺点：
多功能表
只用输入电流和电压就能得到三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有功电能、无功电能，方便简洁
价格昂贵，使用注意事项多。
指针式万用表优点：
1）
测量电压，电流无需电源。
适合长期在线检测。
2）
抗电磁干扰能力强
3）
对缓慢电压，电流波动指示直观
4）
可以估测有直流成分波形的平均值
5）
电阻档可以输出不同的电流和电压，适合测量一些半导体元件和做一些简单的实验
6）
结构简单，生产容易，可靠性高，生产成本低。
7）
适合初学者使用，用以掌握基础欧姆定律和其他基础原理，损坏后容易维修。
指针式万用表
精度不高
操作不便（需要转换档位，读取结果困难，需要分辨正负极）
交流响应频带不宽
受磁场干扰
内阻低，灵敏度低
怕震动
测量精度容易受物理摆放位置（角度）影响
8）
抗过载能力差
灵敏度高，精度高
使用方便（读数方便，有些有自动转换档位功能，不用分正负极）
功能多，如精度较高的测量电容、电感、频率、温度等
交流响应频带宽
抗过载能力强
不受磁场影响
数字电路适合流水线大批量生产，降低生产成本
可远程测量，可连接电脑在线记录数据。
9）
不怕震动
数字式万用表
对缓慢变化的测量值显示不够直观
（通过连接电脑采集数据解决，或通过示波表解决）
对有直流成分波形的测量，无法估计有效值
（交流档测量？
或示波表解决）
需要电源供应（大多数字表比较省电）
电阻档输出电压，电流较小，对简单的实验性测量不利。
（外接电压，电流源？
）
容易受强电磁干扰的影响？
功率表：
单相电动系功率表（P37）
结构简单，使用方便，价格便宜，可测直流电路功率，也可测交流电路功率，标度尺刻度近似均匀
缺点：
电动系功率表有电压线圈和电流线圈，所以电压线圈前接法和电压线圈后接法
低功率因数功率表
标尺按较低的额定功率因素来刻度，灵敏度较高
三相有功功率表（接线法P41）
电能表：
三相三线有功电能表（DS15型P69）
三相四线有功电能表（DT18型P70）
三相无功电能表（DX15DX1DX2接线P71）
仪器的选择：
电压表的选择：
由于要测电器的额定电压多为220V，而电源线电压为380V，因此应保证电压表量程应在220~380之间。
即选择量程在220~380V之间的电压表。
电流表的选择：
由表1只其电流应介于0.07A~17.43A之间，因此选择电流表量程应介于这两值之间。
即选择量程在0~18A之间的电流表。
功率表的选择：
由表1知功率在70w~3835w之间，即应选择量程在0~4000w之间的功率表。
连接线材的选择：
连接线材的选择是基于其要测量电流量的大小，此次试验要测的电器电流在0.067A~2.27A之间，而总支路电流则在11.18A~17.43A之间。
在选择线材时要有一定裕量，即比理论值要大一级，若采用四心电线，则由上述估算数据以及查表可得下表：
表2：
测量对象
电流最小值
电流最大值
使用的连接线材（四心）
各分立电器
0.067A
2.27A
1.5mm2/c
总支路
11.18A
17.43A
4mm2/c
●实验接线图
由于一端要并入支路，一端要串入支路，对于并入端找一插头插在支路插座上，插头另一端接功率表并联端即可，对于串入端，可找一插头插在支路插座上，另一端串入功率表串联端即可。
电压表：
直接从插座并入即可。
电流表：
和功率表的串入相同。
图1
上图为单相连接原理图，p为总功率表，W1为有功功率表，W2为无功功率表。
图2
图2为三相四线中电压表、电流表、功率表的连接原理图，其中A为电流表，V为电压表，W为功率表。
如图：
图3
图3为电流表、电压表、功率表的连线示意图。
●实际测量时的接线方法
实际接线时应充分考虑接线条件，尽量不影响其他用户用电，接线时采用统一规范，这样容易测量和记录数据。
对于各设备的测量，测量接线遵从图1的接法，每个设备记录一组数据，然后换下一个设备，这样就减少了工作量。
对于总功率的测量则可采取在其总线处测量，也可用电能表计算。
我们统一采用标准的接线端子来做接连端，这样不仅有利于更换测量设备又安全可靠，对于和负载的连接则采用插座来连接，这样既安全又方便。
●实验数据记录及计算方法
表中需要系数为查询得知：
表3：
有功功率（P1）
无功功率（P2）
电压（U）
电流（I）
视在功率（P）
需要系数（K）
n
实际可能的最大功率
表3为实验记录表格
实际总功率及最大功率的计算方法：
1.计算容量是依照设备实际使用率打折的容量，是30分钟用电设备的最大容量。
需要系数Kx=计算容量/安装容量。
同时系数用于干线或者变电所，Kt=系统各部分最大需量之和/整个系统最大需求量。
2.通常用电设备铭牌上均标有额定电压、额定电流及容量（W、kW或VA、kVA及cosφ）等，但其实际容量与标称值往往并不一定相等，或负载不一定达到额定值。
而在进行配电电气设计时，导线、开关的选择是根据用电设备的铭牌值进行负荷统计，在不同的范围视负荷的性质、使用情况取同时系数得到计算负荷来计算电流的。
同时使用系数最大值为1，但往往少于1.同时系数是设备使用的同时性，最多百分之多少设备一起用就乘以多少。
3.求计算负荷，是选择确定建筑物报装容量、变压器容量的依据；
求计算电流，是选择缆线和开关设备的依据；
求有功计算负荷和无功计算负荷，是确定静电电容器容量的依据。
一般要计算用电负荷，通常用到以下两种方法：
（1）需要系数法——用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。
用于设备数量多，容量差别不大的工程计算，尤其适用于配、变电所和干线的负荷计算。
（2）利用系数法——采用利用系数求出最大负荷区间内的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数，得出计算负荷。
适用于各种范围的负荷计算，但计算过程稍繁。
公式1：
设同时系数Kt为0.5则：
Pem=P1*K1+P2*K2+……+Pn*Kn
Pe=（P1*K1+P2*K2+……+Pn*Kn）*Kt
其中Pem为实际最大总功率，Pe实际总功率，为Pn为用电设备，Kn为各个用电设备的需要系数，Kt为同时系数。
3.实验步骤
1，查询各种用电设备的额定功耗、额定电压等数据，列成表格并计算缺省值，算得同时系数、需要系数等辅助计算系数。
2，选取测量器材，根据不同需要选取不同器材，设计测量电路。
4，电压和电流的测量：
按照图1接线，分别测量各个设备的电参数，记录数据到表2中。
5，视在功率和无功功率的计算：
参照实验原理中的计算方法即可算出。
6，有功功率的测量：
用功率表测量：
1），将功率表接入所要测量的电器的支路。
2），分别测量其他电器。
3），将所测得功率相加。
4），测总支路上的功率消耗。
5），对比分析。
伏安法：
1），将电压表和电流表分别并、串入支路。
3），将所测得电压、电流相乘既得视在功率。
4），分别乘其功率因数角既得其有功功率，并相加。
5），测总支路上的功率消耗。
6），对比分析。
电能消耗计算功率：
1），停用除所测对象以外的电器。
2），观察、记录电能表初始电能及时间。
3），算得所测电器功率。
4），分别依照上述步骤测得其他电器功率。
5），测完后在同时使用所有电器，记录电能消耗及时间。
6），分析对比。
7，记录与分析
将实验数据记录和计算结果填到表2，分析思考功率、电压、电流、功率因数、需要系数、同时系数等之间的关系，比较各测量方法的优缺点。
4.实验注意事项
1.正确使用各个测量仪表，注意仪表的量程范围，防止烧坏仪表。
2.注意接线方式，防止短路事故，注意人身安全
5.实验器材
名称
型号
电压表
电流表
功率表
导线1（1.5mm2/c）
若干
导线2（4mm2/c）
端子排
项目一个人计算机实际用电负荷的测试与分析比较
实验目的：
1.初步掌握设计型实验的基本方法
2.根据实验任务书完成设计
3.掌握实际测试单相小容量负荷的方法
4.基本掌握实验结果分析方法
实验要求：
1.布置实验任务，学习设计型实验的基本方法
2.完成实验设计
3.实验准备
4.对不同类型的个人计算机负荷进行测试
5.实验报告
实验原理：
功率可分为有功功率和无功功率，无功功率=视载功率—有功功率；
视载功率可以用伏安法测得，有功功率可以用功率表测得，则可以推算出功率因素；
要考察电脑的功耗水平，就要学会如何测量功率。
一般来说，我们测试的功率值是整个系统的。
因为电脑在运行时，我们难以通过某种方式测试到某个部件的具体功率。
比如，要单独测试CPU、显卡的功耗就很难，需要某些特殊的设备，普通用户只能测试整机的功率。
但是我们可以用软件加大系统的负载量，记录此时的峰值功率，通过和待机功率进行对比，了解其能耗水平。
举个例子，一台电脑在处理器满载的情况下，测试的整机功率为200W，而待机时的功耗为92W。
我们就可以计算出该硬件满载状态下的功耗提升了108W，它所使用的处理器算是功耗较高的产品。
实验的一般方法和步骤：
首先个人电脑pc可分为
1、台式机；
台式机而言，功率一般100w~400w左右；
2、笔记本。
笔记本而言，功率一般20w~150w左右；
对台式机和笔记本而言功率不一样，所以我们选的仪表的不一，线的粗细程度不一，但基本测量原理一样的。
首先，接线方法用排线座，从电源插口引线到排线插口，对相应的位置进行短接，再从排线口引线到插座，用电压电流表测量；
（一般其内阻远远大于电流表内阻，用电流表内接法）
接线方法如图1所示；
1、先将插板的一根线断开，两断分别接到黑、红表笔上。
2、将黑红表笔分别插到万用表的COM孔和10A电流孔，档位选择为交流10A。
3、开启插板上的所有开关，启动电脑使其保持待机。
4、读取万用表上的电流读数。
5、读取电压表读数。
6、读取功率表读数。
7、启动电脑所有程序使其CPU满载，再测一次。
技能要点：
1、注意接线时不能短路；
2、注意不能有金属直接裸露在外，以免危机人身安全；
3、测量时注意正负极并选取适当的档位以免烧坏仪表。
实验数据处理：
掌握实际接线方法、读表与测量数据记录，完成下表，并进行分析比较有功功率和无功功率，求出功率因素角。
待机视在功率
待机有功功率
待机无功功率
功率因素
台式机
表1-待机功率
满载功率
满载有功功率
满载无功功率
笔记本
表2-满载功率
仪表选择：
接线粗细的选择：
注意事项
实验器材
升级会员 