电工实验指导书.docx
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电工实验指导书
电工实验指导书
编写：
黄钰
汕头职业技术学院
机电工程系
实验一万用表的使用方法与电阻测量
一、实验目的
1、掌握指针式万用表的使用方法；
2、掌握电阻的色环识读法；
3、了解数字万用表的使用方法。
二、实验原理
1、指针式万用表介绍
磁电式万用表主要由表头、测量线路和转换开关组成，可用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等。
万用表原理：
万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。
当微小电流通过表头，就会有电流指示。
但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。
测直流电流原理：
在表头上并联一个适当的电阻（叫分流电阻）进行分流，就可以扩展电流量程。
改变分流电阻的阻值，就能改变电流测量范围。
测直流电压原理：
在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。
改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。
测交流电压原理：
因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流电路，将交流进行整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。
扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似。
测电阻原理：
在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。
改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。
万用表的使用：
通过转换开关的旋钮来改变测量项目和测量量程。
机械调零旋钮用来保持指针在静止处在左零位。
“Ω”调零旋钮是用来测量电阻时使指针对准右零位，以保证测量数值准确。
万用表的测量范围如下：
直流电压DCV：
分5档—0-0.5V；0-2.5V；0-10V；0-50V；0-250V；0-500V。
交流电压ACV：
分5档—0-2.5V；0-10V；0-50V；0-250V；0-500V
直流电流DCmA：
分5档—0-50μA；0-2.5mA；0-25mA;0-0.25A。
电阻R：
分5档—R×1；R×10；R×100；R×1K；R×10K
三、实验器材和工具
指针式万用表、数字式万用表、1.5V和9V的电池、电阻、发光二极管、晶体二极管、电解电容、保险管等。
四、实验内容
1、测量直流电压：
首先估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的V量程，将红表笔接被测电压“+”端，黑表笔接被测量电压“-”端。
然后根据该挡量程数字与标直流符号“DC-”刻度线（第二条线）上的指针所指数字，来读出被测电压的大小。
测量值=指针读数×量程/满偏刻度。
2、测量直流电流：
先估计一下被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的mA量程，再把万用表串接在电路中，如图所示。
观察标有直流符号“DC”的刻度线，读数方法同上。
3、测量交流电压：
测交流电压的方法与测量直流电压相似，所不同的是因交流电没有正、负之分，所以测量交流时，表笔也就不需分正、负。
读数方法与上述的测量直流电压的读法一样，只是数字应看标有交流符号“AC”的刻度线上的指针位置。
4、测量电阻：
先将表笔搭在一起短路，使指针向右偏转，随即调整“Ω”调零旋钮，使指针恰好指到0。
然后将两根表笔分别接触被测电阻（或电路）两端，读出指针在欧姆刻度线（第一条线）上的读数，再乘以该档标的数字，就是所测电阻的阻值。
例如用R×100挡测量电阻，指针指在80，则所测得的电阻值为80×100=8K。
由于“Ω”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选择适当的欧姆档。
使指针在刻度线的中部或右部，这样读数比较清楚准确。
每次换档，都应重新将两根表笔短接，重新调整指针到零位，才能测准。
5、判别二极管的极性：
用万用表的R×100或R×1K档判别二极管的极性，用红黑表笔同时接触二极管两极的引线，然后对调表笔重新测量，所测阻值小的那次测量中，黑表笔所接的是二极管的正极，红表笔所接的是二极管的负极。
如果二极管的正反向电阻值很相近，表明二极管已坏，如果正反向电阻都很大，说明二极管内部已断路。
注意：
黑表笔与万用表内部电源的正极相连，红表笔与负极相连。
6、判别电解电容的极性：
将万用表的转换开关打到电阻挡，用两表笔进行检测，同时观察并记住表针向右摆动的幅度，然后两表笔对调再进行检测。
哪一次检测中，表针最后停留的摆幅最小，该次万用表黑表笔接触的引脚为正极，另一脚为负极。
使用指针式万用表的注意事项：
·测量电流与电压不能旋错档位。
如果误将电阻档或电流档去测电压，就极易烧坏电表。
万用表不用时，最好将档位旋至交流电压最高档，避免因使用不当而损坏。
·测量直流电压和直流电流时，注意极性，不要接错。
如发现指针开反转，既应立即调换表笔，以免损坏指针及表头。
如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。
所选用的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。
·测量电阻时，不要用手触及元件的裸露的两端（或两支表笔的金属部分），以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。
·测量电阻时，如将两支表笔短接，调“零欧姆”旋钮至最大，指针仍然达不到零点，这种现象通常是由于表内电池电压不足造成的，应换上新电池方能准确测量。
·万用表不用时，转换开关不要旋在电阻档，因为内有电池，如不小心易使两根表笔相碰短路，不仅耗费电池，严重时甚至会损坏表头。
7、色环法识读电阻阻值
色环颜色
第一色环
第一位数
第二色环
第二位数
第三色环
应乘倍数
第四色环
误差
色环颜色
黑
0
0
×100
±1%
黑
棕
1
1
×101
±2%
棕
红
2
2
×102
±3%
红
橙
3
3
×103
±4%
橙
黄
4
4
×104
黄
绿
5
5
×105
绿
蓝
6
6
×106
蓝
紫
7
7
×107
紫
灰
8
8
×108
灰
白
9
9
×109
白
金
±5%
金
银
±10%
银
无色
±20%
无色
举例：
红
紫
棕
金
2
7
1个10
5％
阻值：
270Ω
8、三极管管脚图：
9、数字式万用表的使用方法
1）电源开关使用时置于“ON”。
2）转换开关根据被测的电量选择相应的功能位；按被测量的大小选择适当的量程。
3）表笔插入相应插孔，黑表笔插入“COM”；红表笔在测量电压和电阻时，插入“V/”，测量电流时，插入“A”，被测电流大于200mA时，插入“10A”。
4）直接读出被测数据，当被测量超过最大指示值时，显示“1”。
使用注意事项：
·严禁在测量高电压或大电流时拨动量程开关。
·被测交流电压、电流频率应在45HZ～500HZ的范围内。
·严禁带电测量电阻。
·使用完毕，应将量程开关置于电压最高量程，再关闭电源。
五、实验数据记录与分析：
测直流电压
用指针式万用表测量
用数字式万用表测量
1．5V电池
9V电池
测交流电压
用指针式万用表测量
用数字式万用表测量
220V交流电源
电阻
阻值（Ω）
序号
示意图
读色环
指针式万用表测量
数字式万用表测量
1
2
3
4
5
实验心得体会：
实验二电子焊接基本操作
一、实验目的
1、掌握电子焊接工具的使用方法；
2、熟练进行各种电子器件的焊接。
二、实验原理
1、了解锡焊的机理：
将表面清洁的焊件与焊料加热到一定温度，焊料熔化并润湿焊件表面，在其界面上发生金属扩散并形成结合层，从而实现金属的焊接。
简单说，就是将铅锡焊料熔入焊件的缝隙使其连接的一种焊接方法。
特点是：
（1）焊料熔点低于焊件。
（2）焊接时将焊件与焊料共同加热到焊接温度，焊料熔化而焊件不熔化。
（3）连接的形式是由熔化的焊料润湿焊件的焊接面产生冶金、化学反应形成结合层而实现的。
焊接使用的工具与材料：
电烙铁、吸锡器、锡铅焊料（含有助焊剂）。
2、常用电子焊接工具的使用方法：
1）电烙铁——利用电流热效应进行焊接工作
使用时离开鼻子的距离至少不小于30cm，通常以40cm为宜。
电烙铁的握法有三种：
反握法适用于大功率电烙铁，焊接散热量较大的被焊件；正握法使用的电烙铁功率也比较大，且多为弯形烙铁头；握笔法适用于小功率电烙铁。
2）尖嘴钳——用于切断细小的导线、金属丝，夹持小螺钉、垫圈及导线灯元件，还能将导线端头弯曲成所需的各种形状。
3）斜口钳——用于剪焊后的线头，也可与尖嘴钳合用，剥导线的绝缘皮。
4）钢丝钳——加工成型较粗、较硬的导线，也可作为剪切工具使用。
5）焊料——在钎焊中起连接作用的金属材料，熔点比被焊物的熔点低，而且易于与被焊物连为一体。
一般选用锡铅系列焊料，也称焊锡。
6）助焊剂——去除焊件表面的氧化物和杂质，同时防止焊件在加热过程中被氧化以及把热量从烙铁头快速的传递到被焊物上，使预热速度加快。
一般用松香、松香酒精。
7）吸锡器——对焊点进行拆焊的工具。
单独的活塞式吸锡器。
三、实验器材和工具
电烙铁、尖嘴钳、斜口钳、焊料、吸锡器、单面板、电阻、电解电容、集成块、三极管等。
四、实验内容和步骤
1、把元器件引线加工成型：
元器件在印制板上的排列和安装方式有两种，一种是立式，另一种是卧式。
加工时注意不要将引线齐根弯折，一般留1.5mm以上，并用工具保护引线的根部，以免损坏元器件，还应注意将元器件的标志朝向便于观察的方向，以便校核电路和日后维修。
2、准备板材并安装元器件
本次实验选用的是单面板，也即是一面覆铜的绝缘板。
结构如下图所示。
3、检查电烙铁并通电加热。
4、焊接过程：
（五步法）
准备施焊——加热焊件——熔化焊料——移开焊料——移开烙铁
焊点要求：
焊牢、焊透、焊料液必须充分渗透，表面光滑有光泽，不能有虚假焊点和夹生焊。
5、拆除焊点
加热焊点，使焊锡熔化，立即用活塞式吸锡器吸除，吸锡时吸锡器头部要贴紧焊点，一次吸不干净可重复上述步骤再吸几遍。
6、常见的焊接缺陷
（a）、（b）虚焊，
（c）拉尖，
（d）桥接
五、实验心得体会
实验三基尔霍夫定律的验证
一、实验目的
1、验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律的理解；
2、掌握用万用表测直流电流、测直流电压的方法；
3、学习检查、分析简单电路故障的能力；
4、进一步熟悉元件的焊接方法。
二、实验原理
1、基尔霍夫定律：
基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，他们分别用来描述节点电流和回路电压，即对电路中的任一节点而言，在设定电流的参考方向下，应有
，一般流出节点的电流取正号，流入节点的电流取负号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有
，一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。
在实验前，必须设定电路中所有的电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向一致，见图3-1所示：
2、检查、分析电路的简单故障
电路常见的简单故障一般出现在连线或元件部分。
连线部分的故障通常有连线接错，接触不良而造成的断路等；元件部分的故障通常有接错元件、元件值错，电源输出数值（电压或电流）错等。
故障检查的方法是用万用表（电压档或电阻档）或电压表在通电或断电状态下检查电路故障。
（1）通电检查法：
在接通电源的情况下，用万用表的电压档或电阻档，根据电路工作原理，如果电路某两点应该有电压，电压表测不出电压，或某两点不该有电压，而电压表测出了电压，或所测电压值与电路原理不符，则故障必然出现在此两点之间。
（2）断电检查法：
在断开电源的情况下，用万用表的电阻档，根据电路工作原理，如果电路中某两点应该导通而无电阻（或电阻极小），万用表测出开路（或电阻极大），或某两点应该开路（或电阻很大），而测得的结果为短路（或电阻极小），则故障必然出现在此两点之间。
三、
实验器材与应用
1、实验器材：
器材名称
规格与型号
数量
直流稳压电源
带双路直流输出的稳压电源
1台
万用表
指针式
1个
单面板
有印制线路
1块
电阻
220Ω、100Ω、56Ω
各1个
集成块
两脚
5块
导线
两种颜色
若干
电烙铁
30W
1个
2、双路直流稳压电源的使用
双路直流稳压电源可以输出两路连续可调的0～30V直流电压，输出电流0～2A。
使用时按下电源开关，将两路的输出电流旋钮调到最大，再根据实验需要调节两路输出电压。
四、
实验内容和步骤
1、检查实验设备与器材是否齐全与完好。
用万用表测量三个电阻R1、R2、R3的阻值，填入实验报告表1中。
2、按照电路图，将电阻、集成块和导线焊接在电路板上。
3、经指导老师检查线路无误后，电路板接入双路稳压电源，根据实验报告表2的要求，调节输出电压E1和E2，用万用表的直流电压档测量三个电阻的端电压U1、U2、U3，用万用表的直流电流档测三条支路的电流I1、I2、I3。
将测得的数据填入实验报告表2中。
注意测量时如果万用表指针反偏，应立即调换表笔，以免损坏万用表表头。
4、完成全部实验后，将稳压电源关断，拆除导线，整理实验台。
五、实验数据记录与分析
请将万用表测量的电阻R1、R2、R3的阻值填在表1中。
表1
电阻标称值
R1＝220Ω
R2＝56Ω
R3＝100Ω
电阻实测值
表2
实验数据记录
参数
E1
E2
R1
R2
R3
I1
I2
I3
U1
U2
U3
项目
单位：
V
测量值单位：
Ω
单位：
A
单位：
V
线路1
12
12
计算值
测量值
线路2
12
9
计算值
测量值
线路3
7
10
计算值
测量值
实验结果分析：
对线路1：
节点A的∑I＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿
回路Ⅰ的∑U＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
回路Ⅱ的∑U＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
对线路2：
节点A的∑I＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿
回路Ⅰ的∑U＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
回路Ⅱ的∑U＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
对线路3：
节点A的∑I＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿
回路Ⅰ的∑U＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
回路Ⅱ的∑U＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
结论：
实验四照明电路与电压三角形的验证
一、实验目的
1、掌握双联开关控制电路的接法；
2、了解日光灯电路的工作原理，掌握线路的连接；
3、通过测量验证正弦交流电路的电压三角形。
二、实验原理
1、双联开关控制电路
双联开关结构原理：
双联开关有三个接线桩头，其中桩头1为连铜片（简称连片），它就像一个活动的桥梁一样，无论怎样按动开关，连片1总要跟桩头2、3中的一个保持接触，从而达到控制电路通或断的目的。
可以用万用表验证这三个接线头之间的接触关系。
两个双联开关控制一只白炽灯的电路：
2、日光灯灯管、镇流器和启辉器
日光灯管是一根抽真空的玻璃管，两端各有一个灯丝，管中充有稀簿的氩和微量的水银蒸气，管壁上涂着荧光粉。
灯管的工作原理和白炽灯不同，两个灯丝之间的气体在导电时主要发出紫外线，荧光粉受到紫外线的照射才发出可见光。
荧光粉的种类不同，发光的颜色也不一样。
镇流器是有铁芯的电感线圈，其自感系数很大。
镇流器的作用一个是限制日光灯电流，不使它过大；一个是在线路电流突变瞬间，使电感线圈产生瞬时高压，加在灯管两端，点燃灯管。
启辉器启动器由封在玻璃泡中的静触片和U形动触片组成，玻璃泡中充有氖气。
两个触片间加上一定的电压时，氖气导电，发光、发热。
动触片是用粘合在一起的双层金属片制成的，受热后两层金属膨胀不同，动触片稍稍伸开一些，和静触片接触。
另外启辉器里还有一个跟动、静触片并联的纸质电容器，作用是避免动、静触片断开时的火花烧坏触片，同时防止灯管内气体放电时产生的电磁波辐射对周围无线电设备的干扰。
3、日光灯电路的工作原理
日光灯电路的工作原理是：
当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。
220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。
辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。
电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。
灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。
这时，由于启辉器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温度降低；双金属片自动复位，两极断开。
在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。
灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。
在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。
氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。
在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。
三、实验器材
器材名称
规格与型号
数量
空气开关
230V，50Hz型号：
DZ47LE-32/2
1
熔断器
瓷插式，5A
2
双联开关
2
单联开关
1
白炽灯
25W
1
日光灯
20W、0.37A、220V、50Hz带镇流器和启辉器
1
导线
若干
万用表
指针式
1个
四、
实验内容与步骤
1、按下面的实验原理图接线，接通电源，观察两个双联开关控制白炽灯的过程和日光灯的点燃过程；
2、灯管点燃后，将万用表的转换开关打到交流电压档ACV250V，测量灯管的端电压UR、镇流器的端电压UL和日光灯控制电路总的端电压U总，并记录在实验情况记录表中；
3、实验完毕后，关掉电源，整理好实验器材。
分析实验数据，验证电压三角形。
五、实验记录与分析
项目
UR
UL
U
测量值
单位：
V
相量图
分析
UR2＋UL2＝＿＿＿；U2＝＿＿＿
结论
实验五变压器的应用
一、实验目的
1、练习使用自耦调压器；
2、熟悉单相控制变压器的铭牌数据；
3、测定变压器的空载电流，了解变压器的电压比、电流比和阻抗变换；
4、测定变压器的输出特性；
5、测定变压器绕组的同极性端。
二、实验原理
1、自耦调压器是实验室用来调节工频正弦电压输出大小的常用设备，其外形和原理电路分别如图5－1所示。
图5－1
使用时，由调压器的AX端输入有效值为220V的工频正弦电压，而输出电压则从与输入端X直接连通的x端和滑动端a引出。
改变手柄的位置可以改变滑块a的位置，使输出电压有效值由0至略高于220V的数值连续可调。
2.单相控制变压器的铭牌上，有原绕组（初级绕组）的额定电压和额定电流，副绕组（次级绕组）的额定电压和额定电流、额定容量、额定频率等。
额定容量是指副绕组的额定电压和额定电流的乘积，如果变压器有好几个副绕组，额定容量是指这些副绕组额定电压和额定电流乘积之总和。
3.变压器的空载电流是指变压器原绕组加上额定电压，副绕组开路时原绕组的电流，通常约为原绕组额定电流的3％～8％。
小容量变压器的空载电流略大一些。
4.变压器的电压比是
＝
＝k；变压器的电流比是
＝
＝
；变压器的阻抗变换是Zi＝（
）2ZL＝k2ZL，变压器电路图见图5-2。
图5-2变压器电路图
5.变压器的输出特性是指原绕组在额定电压时，副绕组的输出电压U2和输出电流I2的关系。
6.变压器的同极性端（同名端），是指通过各绕组的磁通发生变化时，在某一瞬间，各绕组上感应电动势或感应电压极性相同的端钮。
根据同极性端钮，可以正确连接变压器绕组。
变压器同极性端的测定方法如下。
（1）直流法
如图5-3是直流法测定同极性端的电路，当开关S突然闭合时，若伏特表正向偏转，则右边绕组的3端为正极性端，又因开关S闭合时，左边绕组的电流由1端流入，电流在增加，由楞次定律可知，1端是感应电动势的正极性端，所以1、3端为同极性端。
5-3直流法测同极性端图5-4交流法测同极性端
（2）交流法：
如图5-4所示，将两个绕组的2、4端串联后，1、3端之间接一交流电压表，于1、2端加一额定交流电压，若电压表读数为U1＋U2，如图中所示，则必定1、4端为同极性端。
反之，若电压表读数为U1－U2，则1、3端为同极性端。
三、实验设备与器材
器材名称
规格与型号
数量
单相调压器
1kVA，0～250V型号：
TDGC2
1台
单相变压器
初级：
380V，容量50VA；220V，容量29VA；0～13A
次级：
0/6.3V/12V/24V/36V；1.4A，0.8A型号：
BK/50
1台
万用表
指针式
1个
交流电流表
1A/2A，0.5级
1个
可变电阻器
200Ω，1A
1个
空气开关
230V，50Hz型号：
DZ47LE-32/2
2个
四、
实验内容和步骤
1、初步认识自耦调压器，记录下变压器铭牌上的各额定数据。
2、测定空载电流。
按图5－5接线，自耦调压器手柄置于零位。
合上电源开关S1,调节自耦调压器输出电压,使变压器的原绕组加上额定电压,副绕组开路,测得原绕组的空载电流I0＝_______A。
图5－5
3、测定电压比k
按图5－5接线，在原绕组加上额定电压，测得副绕组的开路电压，求得原副绕组电压之比，即为电压比。
U1＝______________V，U2＝______________V，k＝______________。
4、测定电流比
按图5－5接法，在原绕组加上额定电压，副绕组接通可变电阻RL，改变RL使副绕组输出额定电流，分别测原副绕组的电压和电流值，求得电流比。
U1＝__________V，U2＝__________V，I1＝__________，I2＝__________A
5、测定变压器输出特征
线路同上，原绕组保持额定电压，改变负载电阻RL，使副绕组电流由零逐渐增加至额定值，测得六组以上U2和I2，记入表5-1。
表5-1U1＝V
U2（V）
I2（A）
6、使用单相调压器时必须注意以下几点：
（1）电源必须接至自耦调压器的输入端AX，并且与输入端标明的电压值相等，不能接错。
若从ax端输入有效值220V的电压，很可能要烧坏调压器。
（2）为了安全，电源的地线（中线）应接至输入与输出的公共端X端。
（3）工作电流不得超过额定值。
（4）接通电源前，调压器手柄应置于输出电压为零的位置上，使用完毕后，一定要记住先把手柄调回零位，然后再断开电源。
（5）调压器的输出电压大小应以电压表测定的数值为准。
五、实验分析
1、计算变压器的空载电流对原绕组额定电流的百分比。
2、绘制变压器输出特性曲线，分析原因。
3、判别变压器绕组极性的意义？
实验六低压电器的认识
一、实验目的：
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