电器学3个实验指导书学生用.docx

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电器学3个实验指导书学生用

实验一电器技术综合实验平台认识实验

一、介绍实验平台

开关部分：

输入保护开关为总开关，输入电压监视显示各相电压的值；

电源开关为旋钮开关，一上电时，工作指示灯亮，给测量仪表和电器实验设备供电。

其中“单相直流输出”部分不受电源旋钮开关的控制，只受输入保护总开关的控制。

电源部分：

1.直流电压源（稳压32V）。

2.三相可调电压T3（6KVA）,A、B、C为输入端，输入保护开关K1为输入部分保护，U、V、W为输出点，输出保护开关K2为输出部分保护，输出电流过大时跳闸保护。

3.单相可调电流T2,调压器容量为0.5KVA.

4.单相可调电流T1,调压器容量为0.5KVA.

5.低压交流电源，输入为220V交流电，输出为交流6.3V和交流12V.

6.单相直流输出，输入为可调的交流电源，调压器为3KVA，通过整流装置变为直流，再经过电容滤波，输出直流电源。

在使用“单相直流输出”电压时，一定要将调压器回零并用变阻箱并联放电。

测量仪表部分：

直流数字电压表、直流数字毫伏表、直流数字电流表；

交流数字毫伏表、交流数字电压表、交流数字电流表

（一）、交流数字电流表

（二）、交流数字毫安表。

电器实验仪器：

接触电阻测量仪，测量小电阻精度高，可以判断接触电阻是否合格。

动作时间表，测量时间范围（0.0000~9999.9），测量精度可以达到万分之一秒。

二、典型认识实验

1.接触电阻测量仪的使用（具体使用说明见附录Ⅱ）

其中红色按钮包含两组触点（两条红线为常开触点，两条黄线为常闭触点），绿色按钮为备用按钮。

使用接触电阻测量仪前，应先设定量程（200毫欧或2000毫欧），表笔短接调零。

将表笔的两端接在红色按钮的两条红线上，观察接触电阻测量仪的示数；按下红色按钮再次观察接触电阻测量仪的示数。

2.数字电秒表的使用（具体使用说明见附录Ⅲ）

使用前先选好数字电秒表的量程（量程为99.999s）和L工作方式（其中L:

连续工作方式；C：

触动工作方式）,将红色按钮的两条红线接在数字电秒表的Ⅰ、Ⅲ（Ⅰ为红色，Ⅲ为黑色）上,按下红色按钮，数字电秒表开始计时，断开红色按钮，数字电秒表停止计时。

3.直流电压源的使用，理解直流电压源的交越特性（具体使用说明见附录Ⅰ）

1）稳定电压输出预置：

开启电源开关，调节电压（VOLTAGE）粗调（COARSRSE）和微调（FINE）旋钮使电源显示在需要的值。

2）稳定电流输出预置：

开启电源开关，调节电压调节钮使之输出2～5V左右的电源，再将电流（CURRENT）粗调（COARSRSE）和细调（FINE）钮逆时针旋到底（即将恒流值开到0值），然后用一条能通过相应电流值的导线短路输出正负端子，此时（CC）绿色指示灯点亮，再顺时针调节电流（CURRENT）粗调和细调钮使输出电流到需要的电流值0.1A，撤出短路线，然后将电压预置到20V。

3）断开直流电压源的开关按钮，将直流电压源的输出端与一个300欧的电阻（电阻箱上的两个150欧串联）串连成一个回路，按下直流电压源的开关按钮，观察直流电压源电压和电流的示数。

4）断开直流电压源的开关按钮，将直流电压源的输出端与一个150欧的电阻（电阻箱上的一个电阻为150欧）串连成一个回路，按下直流电压源的开关按钮，观察直流电压源电压和电流的示数。

4.电阻箱的使用

1）放电

2）电阻的串并联的应用

实验二直流电弧特性研究

一、实验目的

1、测量在相同电弧长度时直流电弧的伏安特性曲线；

2、测量在不同直流电流下的直流电弧临界长度。

二、实验设备

1、电弧产生实验装置（电极材料为碳棒）一台；

2、直流数字电流表一块；

3、直流数字电压表一块；

4、可变电阻箱一个；

5、按钮一个；

6、护目镜一副；

7、锉刀一把。

三、实验线路图（见图3-1）

图2-1实验线路图

Q1：

交流电源开关；T：

单相自耦调压器；R1：

可变电阻箱；M：

电弧产生实验装置；

a、b电弧产生实验装置的上下两个电极；SB：

动合按钮；V：

直流电压表A：

直流电流表。

四、实验内容

1、测量直流电弧的伏安特性：

（1）保持保护开关处于关断状态，将实验平台右下方调压器手柄首先应回零并用变阻箱并联放电。

按实验线路图5-1将电路接好，实验时电阻箱总阻值为150欧（三个150欧电阻并联成50欧，然后用三个上述的50欧串联成150欧）；

（2）将电弧产生实验装置的电极a和b接触好，合上输入保护开关和电源旋钮开关，接通交流电源，调节平台右下方的调压器，其副边输出交流电压，通过交流电源整流装置整流后，给两电极通直流电，观察直流电流表，使其读数为1.5A；再将电极a和b分开，距离约为2毫米，注意在分开电极的过程中要调节调压器，使直流电流表的读数一直保持为1.5A；稍等几秒，待直流电弧稳定燃烧（直流电压250V左右）后，按下按钮SB，读出此时直流电弧两端的直流电压值，将直流电压表和直流电流表的读数记入表5-1中；

（3）保持两个电极间距离不变，调节调压器，按照表5—1所给出的电流数据，依次测出对应电流下稳定燃烧的直流电弧两端的直流电压值，并将它们分别记入表5—1中，共取5~6组数据。

注意：

每次调整电流后，均需稍等一下，待直流电弧稳定燃烧后，再按下按钮SB，测出直流电弧两端的直流电压，以使测量的数据准确；

（4）全部数据测量完成后，将实验平台右下方调压器手柄首先应回零并用变阻箱并联放电然后用电极间隙长度测量工具测量电极间距离，将测得的数据填入表2-1中；

表2-1

电极间距离（mm）

预调：

L=2mm，I=1.5A，实测：

L=mm

直流电弧电流（A）

0.75

1

1.25

1.5

1.75

直流电弧电压（V）

2、测量直流电弧的临界长度

（1）变阻箱总阻值为75欧（4个150欧电阻并联成37.5欧，再与上述相同的37.5欧电阻串联），实验时先将电弧产生实验装置的电极a和b接触好，然后接通交流电源，调调压器，其副边输出交流电压，通过交流电源整流装置整流后输出直流电压，观察直流电流表，使通过电弧产生实验装置的两个电极的直流电流为2A；

（2）保持实验平台右下方调压器手柄位置不变，缓慢分开电极a和b，在电极间将产生直流电弧，继续缓慢分开电极直至直流电弧刚刚熄灭，保持此时的电极间距不变，将电源断开；

（3）用电极间隙长度测量工具测量电弧产生实验装置的a、b两个电极之间的距离，此距离即为直流电弧的临界长度，将其记入表2-2中；

（4）将实验步骤

（1）中的直流电流值改为1A，变阻箱总阻值为150欧（2个150欧电阻并联成75欧，再与上述相同的75欧电阻串联），重复实验步骤

（1）、

（2）、（3），可测下对应另一直流电流下的直流电弧临界长度值，将此值也记入表2-2中。

表22

直流电流值（A）

2

1

电弧临界长度（mm）

五、注意事项

1、因实验时产生的电弧温度很高并发出强光，为防止灼伤眼睛，要求在观察电弧时，一定要戴上护目镜；另外，在测量电极间距离时，用于安装两个电极的金属座已受热发烫，因此测量时要注意安全，防止手被烫伤；

2、为防止电弧在熄灭时产生的过电压损坏直流电压表，特用一个动合按钮与之串联，只有在测量直流电压值时才按下此按钮，其余时间此按钮应断开。

3、测量直流电弧临界长度时，所谓的“直流电弧临界长度”是指将电极缓慢分开并拉长到直流电弧刚刚熄灭时的两个电极间的最短距离。

4、实验时，确保实验平台右下方的调压器回零，并用电阻箱并联放电。

5、实验时，电阻箱不能过热，以免电阻箱击穿。

6、让老师检查线路，看碳棒是否接触上。

7、接线之前不能开输入保护开关。

8、实验完成后首先将调压器回零并用电阻箱放电。

六、思考题

1、直流电弧在不同的电极间距离稳定燃烧时，其伏安特性一样吗？

为什么？

2、直流电弧电流大小不同时，测得的直流电弧临界长度有何不同？

为什么？

七、实验报告要求

实验报告中应写出实验名称、实验目的、实验所用设备、实验线路图和有关的实验数据，画出直流电弧的伏安特性曲线（要求坐标轴标明物理量和单位，曲线连接应平滑），对实验结果要进行分析讨论，并回答思考题。

实验三继电器吸合及释放时间、吸合及释放电压参数测量

一、实验目的

1、熟悉继电器的实际结构、工作原理和基本特性；

2、测量继电器吸合及释放时间、吸合及释放电压参数；

二、实验设备

1、单相自耦调压器一台；

2、数字式电秒表一块；

三、实验线路图

1、测量继电器吸合及释放电压参数实验的线路图（图3-1）

图3-1继电器吸合及释放电压参数实验的线路图

2.测量继电器吸合及释放时间的实验线路图（图3-2）

图3—2继电器吸合及释放时间的实验线路图

四、实验内容

1.电磁式时间继电器的继电特性实验

（1）按实验线路图3-1将电路接好，并将T1调压器手柄回零，观察继电器线圈和触点的变化；

（2）合上电源开关S1，调节调压器，输出交流电压为100V，按下按钮开关，观察继电器线圈是否吸合及触点状态是否变化，如果没有变化，断开按钮开关，调节调压器增大输出的交流电压（每次调节时可以增大5V），再观察继电器线圈是否吸合及触点状态是否变化，重复上述操作直到继电器的线圈吸合及触点发生变化，记下此时交流数字电压表的示数。

（3）逆时针调节T1调压器，逐渐减小电压值，当电压值连续减小到继电器线圈开始释放时，记下此时交流数字电压表的读数，继续减小电压值，继电器的状态不发生变化。

表3-1电磁式继电器动作电压、返回电压测试

测量值

为额定电压的%

吸合电压

释放电压

2.测量普通电磁式继电器吸合及释放时间特性实验

（1）按实验线路图3-2将线路接好，将调压器手柄回零并观察继电器触头和线圈的状态。

（2）合上电源开关S1，调节T1调压器，使其输出交流电压为220V（电磁式继电器的额定电压），打开数字式电秒表的开关，选择电秒表的量程（量程为9.9999s）和“触动”工作方式，按下按钮开关，观察继电器触头和线圈的状态变化并读取数字式电秒表的示数；断开按钮开关，再次观察继电器触头和线圈的状态变化并读取数字式电秒表的示数。

（3）调节T1调压器，使其输出交流电压为176V（额定电压的80%），打开数字式电秒表的开关，选择电秒表的量程（量程为9.9999s）和“触动”工作方式，按下按钮开关，观察继电器触头和线圈的状态变化并读取数字式电秒表的示数；断开按钮开关，再次观察继电器触头和线圈的状态变化并读取数字式电秒表的示数。

五、思考题

1、影响交流继电器的吸合电压和释放电压的因素有哪些？

2、测量吸合电压时为什么没有连续调节调压器？

六、实验报告要求

实验报告中应写出实验名称、实验目的、实验所用设备、实验线路图和有关的实验数据，对实验结果要进行分析讨论，并回答思考题。

附录ⅠPS系列直流稳定电源用户手册

一、概述

PS系列为高精度恒压、横流型可调直流稳压电源，稳定度高，文波系数小，且具有超载保护功能，可靠性高，其输出电压、电流都能在0到标称值之间连续可能。

既可做稳压源使用，又可做恒流源使用，适用于科技产品开发、实验室、电子生产线及移动电话、无线寻呼机的调试维修使用。

二、技术参数

1.额定工作条件

电源电压110V/220V±10%50/60HZ

工作条件温度：

-10℃～40℃相对湿度：

<90%

储存条件温度：

-20℃～80℃相对湿度：

<80%

2.稳压工作状态

1）输出电压从0到标称值之间连续可调。

2）当开关电源时，正负输出端之间的电压不超过预置值。

3）电压稳定度

电源稳定度：

<=0.01%+2mV

负载稳定度：

<=0.01%+2mV

4）恢复时间：

100Us

3.恒流工作状态

1）输出电流在0到标称值之间可调

2）电源稳定度：

<=0.2%+2mV

负载稳定度：

<=0.2%+3mV

三、使用说明

1.在（POWER）电源开关开始置于（OFF）开断状态时将本电源所附带的电源线连接好，并确保电源线中的接地线和大地有良好的接触。

街上电源（AC220V±10%或AC110V±10%50/60HZ）。

2.按下电源开关（POWER）,使之置于开启（ON）状态启动电源，此时CV（红色）指示灯亮，LED数码显示表头同时点亮工作。

3.稳定电压输出预置：

开启电源开关，调节电压（VOLTAGE）粗调（COARSRSE）和微调（FINE）旋钮使电源显示在需要的值。

4.稳定电流输出预置：

开启电源开关，调节电压调节钮使之输出2～5V左右的电源，再将电流（CURRENT）粗调（COARSRSE）和细调（FINE）钮逆时针旋到底（即将恒流值开到0值），然后用一条能通过相应电流值的导线短路输出正负端子，此时（CC）绿色指示灯点亮，再顺时针调节电流（CURRENT）粗调和细调钮使输出电流到需要的电流值，撤出短路线，然后将电压预置到所需要的电压值即可。

5.恒电压/恒电流的特性

本系列电源供应器的工作特性为恒电压/恒电流自动交越的形式；即当输出电流达到预定值时，可自动将电压稳定性转变为电流稳定性的电源供给行为。

反之亦然。

而恒电压和恒电流交点称之为交越点，例如，有一负载使其工作电压操作在恒定电压状态下运作，以提供其所需的输出电压，此时，此输出电压停留在一额定电压点，进而增加负载直到限流点的界限。

在此点，输出电流成为一恒定电流，且输出电压将有微量比例，甚至更多电压下降。

从前面板的LEC显示，可以了解当绿色C.C.灯亮时，表示电源供应器在恒电流状态。

同样的，当负载处递减时，电压输出渐渐回复至一恒定电压，交越点将自动的将恒定电流转变为恒定电压状态。

四、注意事项

1.输出电压选择：

在接通电源前务必先检查电压是否与当地电线一样。

注：

若机器带有110V/220V电源选择开关，请根据当地电线选择一致的输出电压，以免烧坏机器。

2.异常操作：

本电源具有完善的限流保护功能，当输出端发生短路时，输出电流将被限制在最大限流点而不会在增加，但此时功率管上仍有功率损耗，故一旦发生短路或超负荷现象，应及时关掉电源并及时排除故障，使机器恢复正常工作！

且不可将输出端连线瞬间短路，以免损坏机器内部电路。

3.接大地：

三蕊电源线的保护接地端必须可靠接入安全大地，以确保使用者及周边仪器的安全！

4.预热：

当电源间置时间过长而重新使用时，应先通电预热最少30分钟以上，待仪器运行稳定后方可投入使用。

5.故障处理：

仪器若有任何异常时，请送交生产商或指定经销商专业技术维修人员，切勿自行检修，否则引起的一切后果，厂家不予承担！

附录ⅡKY2521高稳定度线性毫欧表说明书

一、概述

１、用途

KY2521型高稳定度线性毫欧姆表用于测量各种微型开关、接插件以及其他产品的接触电阻，也可以用于各种毫欧级小电阻的测量。

2、本机特点

测量线路全部采用集成电路，测量线性好，精度高，性能稳定可靠，并采用二端式表棒测量，使用方便，测C量速度快，也可用四端法测量电阻，以提高测量精度．本仪器还设有定电阻值比较电路，当被测电阻小于所设定的电阻值时，合格指示灯亮，同时啦叭发出声音，音量大小可以调节，

二、技术参数

1、测量范围：

0-50mΩ；0-500mΩ（数字式0-200mΩ；0-2000mΩ）：

2、分辩事x0-50mΩ挡为lmΩ（数字式0．1mΩ）；

0-500mΩ档为10mΩ（数字式lmΩ）;

3、基本误差，±2．5％（数字式±1％±1字）；

4、门点误差：

±2．5％；

5、零点飘移：

7小时指示电表零位飘移≤±2．5％；

6、工作民源：

220V±10％；50—60Hz；

7、视在功率：

<10W；

8、使用环境：

周围温度0—40℃；相对温度<80℃；

9、外形尺寸：

240mm×110mm×2801mm；

10、质量：

3．5kg

三、工作原理

原理框图见（图1）所示，由恒流源产生恒定电流I，在被测电阻RX上产生电压降V，此电压V经线性放大器放大后由表示直接读出电阻值，线性放大器输出信号同时与门点电路的设定值比较，由啦叭和指示灯指出被测电阻合格或不合格。

图　1

四、使用方法及注意事项

仪器面板布置图指针式见（图2）数量式见（图3）。

将仪器电源插头插入220V电源，打开电源开关K1，绿指示灯亮，面热10分钟。

图　2

图　3

估计被测电阻的大小，将量程选择开关K2，放在适当位置，（50mΩ或500mΩ数量式为200mΩ或2000mΩ）；将门点测试转换开关K3，放在测试位置，然后将调零开关K4按下，调整调零电位器，使表头指针指向“O”位置，（亦可短接表棒调零）即可测试电阻。

如果需要对被测原件区分为合格与不合格的区别，可以将K3放在门点位置，调节门点电位器合表头指针调到所需要的电阻值，同时可以有两种测量方法：

1、门点测试转换开关K3，在“门点”位置，此时测电阻时表头不动，只能以声音和指示灯判别被测电阻是否合格。

（音量大小可以由仪器背面的电位器的电位器调节）。

2、门点测试转换开关K3在“测试”位置，测电阻，不但声音和指示灯可以判别被测电阻是否合格，而且表头指针直接读出被测电阻值大小。

注意：

仪器使用一段时间后，要经常核对零位。

五、仪器调整

仪器经过较长时间的使用或经过修理后，应该进行一次调整。

1、本仪器恒流源的大小无严格要求，在100mA左右，调整时用数字万用表直接测量仪器的测试棒电流，调节W1，使电流在100mA内，观察恒流源的稳定度，一股数字万用表的小数点后第一位数字变化应不少于2个字。

2、将测试棒短路调零，接入50mΩ或500mΩ误差不大亍l％的电阻，50mΩ挡调W2，500mΩ挡调W3调整时尽量调到刻度线上。

3、将门点测试天关放在门点位置，调门点电阻器表头指针应在满度范围内可调，一般超过一点，如果变化过小或过大，则调整W4．

附录Ⅲ数字式电秒表使用说明

一、概述

数字式电秒表采用全集成电路，该表的基本原理是：

被测信号经端子输入、限幅、整形、电位转换及防干扰延时处理后去控制主门的开闭，在被测时间内对机内时标进行计数，即显示出被测时间的数值。

主要由两个通信道、连续门、抗干扰延时电路、触动门、复位电路、时标系统、计数显示系统及电源系统组成。

二、主要技术指标

1、测量范围：

0.0001S----9999.9S

2、时标准确度：

>5X10-5

3、测量误差：

≤±5×10-5×量程±1个字

4、显示方式：

六位一体化LED数码管

5、功能：

触动、连续

6、适应信号：

空接点：

闭和或断开

电信号：

正极性5V—250V

7、复位方式：

连续：

手动复位

触动：

随测量信号自动复位

8、工作环境：

温度：

0—40℃（极限-10--50℃）

9、连续工作时间：

＞8小时

10、工作电源：

AC220V±10%、50HZ

三、测试功能

1、一个空接点闭合作用时间

2、一个空接点断开作用时间

3、两个空接点闭合的时间差

4、两个空接点断开的时间差

5、一个空接点闭合与另一个空接点断开的时间间隔

6、一个空接点断开与另一个空接点闭合的时间间隔

四、使用方法

操作者可根据被侧对象和测试要求，对照下面的测量应用和测量方法示意表进行测量

1、一个开关闭合作用时间：

S闭合开始计时，S断开停止计时；开关选择置“连续”

2、一个开关断开作用时间：

S断开开始计时，S闭合停止计时；开关选择置“连续”

3、两个开关闭合时间差

S1闭合开始计时，S2闭合停止计时；开关选择置“触动”或“连续”

4、两个开关断开时间差

S1断开开始计时，S2断开停止计时；开关选择置“触动”或“连续”

5、一个开关闭合到另一个开关断开的时间间隔

S1闭合开始计时，S2断开停止计时；开关选择置“触动”

6、一个开关断开到另一个开关闭合的时间间隔：

S1断开开始计时，S2闭合停止计时；开关选择置“触动”

7、一个开关（触点）转换的时间间隔

S离开1时开始计时，S到达2时停止计时；开关选择置“连续”

8、正极性直流电压作用时间的测试

E供电时开始计时，E断电时停止计时；外接电阻R为1—2KΩ，开关选择置“触动”

9、正极性直流电压断电作用时间的测试

E断电时开始计时，E供电时停止计时；外接电阻R为1—2KΩ，开关选择置“触动”

五、仪器的自校检验

将仪器接通电源后，将工作选择开关置“触动”挡位，此时┻、Ⅰ或┻、Ⅱ短接应开始计时，断开停止计时；再将工作选择开关置“连续”挡位，┻、Ⅰ短接（断开）开始计时，┻、Ⅱ短接（断开）停止计时。

然后将时标选择开关逐挡变换，数字翻动的频率应随档位变换增高或降低同时小数点也相应移位，按一下复位键应将数字清零。