电工学实验指导书1

目 录

前 言 .................................................................................................................................................... 1 第一部分 基础知识 .......................................................................................................................... 4 一 常用电路元件 ................................................................................................................................ 4 二、500型指针式万用电表使用说明 ................................................................................................. 6 三、DT9201数字万用表使用说明 ...................................................................................................... 9 四、MOS-620CH双踪示波器使用说明 ............................................................................................ 12 五、TH-SG02型函数信号发生器使用说明 ...................................................................................... 19 六 THGE－1型高级电工技术实验台 ............................................................................................. 20 第二部分 基本实验 ........................................................................................................................ 25 实验一 基本电工仪表的使用及测量误差的计算 ........................................................................... 25 实验二 电位、电压的测定及电路电位图的绘制 ........................................................................... 29 实验三 基尔霍夫定律的验证 .......................................................................................................... 31 实验四 叠加原理的验证 .................................................................................................................. 33 实验五 戴维南定理和诺顿定理的验证 .......................................................................................... 35 ──有源二端网络等效参数的测定 .................................................................................................. 35 实验六 RC一阶电路的响应测试 .................................................................................................... 38 实验七 R、L、C元件阻抗特性的测定 .......................................................................................... 41 实验八 R、L、C串联谐振电路的研究 .......................................................................................... 43 实验九 互感电路观测 ...................................................................................................................... 46 实验十 单相铁心变压器特性的测试 .............................................................................................. 49 实验十一 三相鼠笼式异步电动机正反转控制 ................................................................................. 52 实验十二 三相鼠笼式异步电动机 .................................................................................................. 56 Y－△降压起动控制 ............................................................................................................................ 56

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前 言

《电工学》是所有电气信息类专业的技术基础课程，培养学生实验能力和实际技能是其重要内容之一。为了加强电工实验教学，我们编写了这本《电工学》实验讲义。电工实验是为了巩固学生的电路理论知识，加强基本实验技能，提高动手能力；同时培养学生创新的思维方法，为进行新领域探索和科学研究打下良好的实践基础。

本书共编入电工实验15个，分成三个层次：第一个层次是“扎实基础”，主要是验证性实验，例如《叠加定理的验证》、《戴维南定理》等。重点在于让学生掌握各种仪器仪表的使用方法，了解实验设备的工作原理，使学生具备基本的实验技能；第二个层次是“深化提高”，例如《单相铁心变压器特性的测试》等，重点在于逐渐强化学生灵活运用理论知识的能力，进一步提高动手能力，掌握一定的测试技巧；第三个层次是“探索创新”，是一个在更高层次上的学习过程，也是对前两个阶段学习效果的检测，例如《三相鼠笼式异步电动机正反转控制》等，重点在于教会学生应用已经掌握的理论知识和实践技能去处理每一个问题，将一个复杂的问题分解为若干个易于处理的子问题，并针对各子问题提出有效的解决方案，教会学生在大量的实验数据中探索规律，寻找其内在联系，并将这种联系上升到理论高度加以阐述，同时鼓励学生对同一个实验内容进行多种线路设计，以培养良好的开拓型思维方式。

一、实验应达到的目标

根据电工实验大纲的要求，通过电路实验要达到以下目的： 1．掌握应用实验手段来验证一些定理和结论的方法。

2．正确使用常见的电工仪表和电子仪器。进一步掌握基本的电工测量的技能。 3．培养实事求是、一丝不苟的科学态度，提高独立分析问题和解决问题的能力。

二、实验要求

为了使实验能达到理想的效果，并培养良好的实验习惯和作风，现将电工实验的要求介绍如下: 1．实验前的准备

实验能否顺利进行和收到预期效果，很大程度上取决预习准备得是否充分。因此，每次实验之前应仔细阅读实验讲义及有关参考资料。明确实验目的、实验任务、实验必备的理论知识、具体的实验电路，了解实验方法和步骤，清楚实验中观察哪些现象，记录哪些数据，有什么注意事项等。然后写出预习报告。

进入实验室后，不要急于接线，必需先检查所用的仪器设备是否齐全完好，熟悉它们的性能和使用方法，特别是它们的额定值。

2．接线

连接实验电路是进行实验并取得正确结果的第一步，至关重要。

接线前应适当安排各设备和仪表的位置，实验对象的摆放，应遵循布局合理、操作方便、连线简单的原则，所有电源开关应在断开的位置。

实验连线的顺序应视电路复杂程度和个人技术熟练程度而定。对初学者来说，应按电路图一一

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对应接线。对于复杂电路，应先接串联支路，后接并联支路（先串后并），最后连接电源。接线应安排得整齐清楚，每个连接点尽可能不多于两根导线。

线路接好后，应仔细检查：对照实验电路图，由左至右或由电路明显标记处开始一一检查，不能漏掉一根哪怕很小很短的连线，图物对照，以图校物。

3．通电实验

接通电源前，先将电源的有关调节手柄或电位器调至零位，或置于实验要求的位置。合上电源开关后，缓慢调节电源的输出电压。注意观察各仪表的偏转是否正常，如有异常，要立即切断电源进行检查和处理。

实验过程中需要改换接线，应首先将电源电压调回零位，并切断电源，待改换完线路并检查无误后，方可通电继续实验。

4．数据和现象的观测、记录

观测并记录实验中的现象和数据是实验过程中最主要的步骤，必须集中精力认真仔细地进行。 为保证实验结果正确，接通电源后，先大致做一遍，试做时不必仔细读取数据，主要观察各被测量的变化情况和出现的现象，可发现仪表量程是否合适，设备操作是否方便等，若有问题应在正式实验前加以解决。

试做无问题后即可开始读取数据。如果测量某一量的变化曲线，测量点的数目和间隔应适当选取。在变化曲线较弯曲处取点应多一些，变化曲线较平滑处可少一些，取点应分布在需要研究的整个范围，不要只局限于某一部分。被测量最大值或最小值必需测出。

实验数据应记录在预习时制好的数据表格中，并注明被测量的名称和单位。保持定植的量可单独记录。经重测得到的数据，应记录在原数据的旁边或新数据表格中，不要涂改原数据，以便比较和分析。

5．故障排除

实验中可能出现一些不可预料的故障，为保证实验顺利进行，对电路正常工作的电压、电流和信号波形应有一定的了解。

实验过程中不要只埋头于读数，要注意出现的种种现象。例如仪器设备的发热、发光、声音及气味等。对于异常现象或发生事故均应立即切断电源停止实验，保护现场，冷静分析故障原因，准确排除电路故障。

6．实验结束工作

实验结束时应先切断电源，待认真检查实验结果没有遗漏和错误后再拆线。全部实验结束后，应将所用仪器设备复归原位，将导线整理成束，清理实验桌面。

三、撰写实验报告

实验报告是对实验工作的全面总结，应对实验目的、原理（或理论知识）、任务（设计）、实验电路图、过程分析等主要方面有明确的叙述。

撰写实验报告的主要工作是实验数据的处理。此时，要充分发挥曲线和图表的作用，其中的公式、图表、曲线应有编号、名称等，以保证叙述条理的清晰。为了保证整理后的数据的可信度，实

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验报告中必须保留原始数据。此外，报告中还应包括实验中发现的问题、现象及事故的分析、实验收获及心得体会等。实验报告最重要的部分是实验结论，它是实验的成果，对此结论必须有科学的根据和来自理论及实验的分析。

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第一部分 基础知识

一 常用电路元件

（一） 电阻器

1. 电阻器的主要技术指标

电阻器的主要技术指标有容许误差、标称阻值、标称功率、温度系数等。 2. 电阻器的额定功率

电阻器的额定功率共分10个等级，其中常用的有0.05W，0.125W，0.25W，0.5W，1W，2W，…… 3. 电阻器的容许误差和标称阻值

电阻器常见的容许误差有?5%、?10%、?20%三个误差等级。电阻器常见的标称阻值有E6、E12、E24 系列，分别有六个、十二个和二十四个标称值。确定电阻器的标称值的一般原则是，生产出来的电阻器按照一定的误差等级从小阻值到大阻值分布。高精度的电阻器则有 E48、E96和E192等三个标称值系列，分别对应 ?2%、?1%、?0.5%三个误差等级，高于?0.5%的也使用E192误差等级。电阻器标称值参见表1.1。

表1.1 电阻器标称系列

系列代号 E24 E12 E6

容许误差 电阻器标称值 10 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82 10 15 22 33 47 68 ?5% ?10% ?20% 一般固定式电阻的标称值应符合上表所列数值或上表所列数值乘以10n，其中n为正整数或负整数。 4. 电阻器的读法

体积很小的电阻器经常采用色环法表示阻值和误差，不同颜色的色环代表不同的数字，通过色环的颜色我们可以读出电阻阻值的大小和容许误差。色环法有两种表示方法，一种电阻上有四个色环，阻值为二位有效数字，见图1（a）；另一种电阻上有五个色环，阻值为三位有效数字，见图1（b）。四环适用于?5%及更大的误差，五环适用于?2%及更小误差的电阻器。色环左第一位的颜色代表有效数字的高位，左第二位的颜色代表有效数字的次高位。采用四环法标记的第三位代表倍率，即在有效数字的后面加几个零，后面第一环代表误差。对于五环标记法的电阻器，有三位有效数字，左面的三环代表有效数字位，第四环为倍率，第五环为误差。色环表示的含义见表1.2。

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容许误差2、3位2 第 1 、 位 倍率 第1、12345?容许误差倍率有效数字有效数字图1 电阻的色环标记

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