电工学实验(3)

表4.5.1实验数据

负载情况 对称Y有中线 对称Y无中线 不对称Y有中线 不对称Y无中线 3 2 1 3 2 1 3 3 3 3 3 3 灯泡只数 线电压/V 相电压/V 线电流/mA 中线电中线电流/mA 压/V IN′N 功率/W(三表法) 功率/W(二表法) P U V W UUV UVW UWU UUN UVN UWN IU IV IW UN′N PU PV PW P P1 P2 测量结束，将调压器手柄左旋至0位，使输出电压为0V。按下电源的停止按钮，切断

电源后，再进行拆线整理。

实验结束，应将实验桌整理干净。

4.5.5注意事项

1．本次实验中电源电压高达380V，一定要注意安全。

2．接线、拆线或检查线路必须先切断电源。严禁带电接线、拆线和带电检查线路。 3．功率表的同名端按标准接法联结在一起，否则功率表中模拟指针会反向偏转，数字表则无显示。使用功率表测量必须按下相应电压、电流量程开关，否则可能会有不适当的显示。

4.5.6实验报告

1．总结对称三相电路、不对称三相电路的特点。根据测量结果，计算相应的三相总功率P，并比较各种情况下相、线各量之间的关系。

2．总结在三相电路中负载对称与否对中线电流的影响，中线在什么情况下起作用？起什么作用？

3．总结三表法与二表法各自的适用范围和使用中应注意的问题。 4．回答思考题。

4.5.7思考题

1．试说明在三相四线制电路中(对称三相电源)负载对称与否对中线电流的影响。 2．总结对称三相电路和不对称三相电路的特点。 3．总结三表法与二表法各自的适用范围。

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4.8 实验八 具有自动往返的继电接触器控制系统设计实验 4.8.1实验目的

1．掌握行程开关、时间继电器的作用和使用 2．掌握行程控制的原则。

4.8.2实验原理

自动往返的可逆运行通常是利用行程开关来检测往返运动的相对位置，进而控制电动机的正反转来实现生产机械的往复运动。

图4-8-1 小车自动往返运动控制电路

图4-8-1a)所示为小车自动往返运动示意图。行程开关SQl、SQ2分别安装在A、B两地，表明运动的始点与终点。图4-8-1b)所示为主电路，图4-8-1c)所示为控制线路。

工作原理分析如下：

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实际工作中，换向可能因行程开关失灵而无法实现，故一般在SQl、SQ2两边各加一个极限开关SQ3、SQ4实现极限保护，避免运动部件超出极限位置而发生事故。

上述用行程开关来控制小车行程位置的方法，称为行程控制原则。行程控制原则是机械设备自动化和生产过程自动化中应用最广泛的控制方法之一。

4.8.3实验设备及所用组件箱

名称 电工实验台 电动机继电控制箱 三相异步电动机 导线 数量 1 1 1 若干 备注 4.8.4实验任务

按图4-8-1小车自动往返运动控制电路连线，整定时间继电器KT1、KT2的延时时间，分别为3s、5s，检查电路接线无误后，通电实现正常运行。

测量结束，将调压器手柄左旋至0位，使输出电压为0V。按下电源的停止按钮，切断电源后，再进行拆线整理。

实验结束，将实验桌面清理干净，仪器设备摆放整齐。

4.8.5注意事项

1．认真检查接线，注意安全。

2．实验中电路出现短路、过流、仪表超量程现象，系统将自动报警，并在计算机中记录出现次数，此数据作为教师考评学生实验成绩的参考依据之一。

4.8.6实验报告要求

1．画出实验电路，并简述电路中各电器的工作顺序。

2．分析讨论实验中所观察到的现象，实验中故障的检查和排除。

3．实验过程中有无出现故障？是什么性质的故障？你是如何检查和排除的?

4.8.7思考题

1．说明图4-8-1控制电路中哪些是自锁？自锁的作用是什么？ 2．图4-8-1中哪些是互锁环节？互锁的作用是什么？？

3．如果某电动机要求既能单方向连续运行，又随时可以实现点动运行，应怎样连接控制电路？

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（a） (b) 图6-4-1 电容的充电、放电波形 （a）充电曲线 (b)放电曲线

6.4 实验四 一阶电路的时域响应

6.4.1实验目的

1．利用仿真软件Multisim10设计和完成RC一阶电路、微分、积分电路实验。

2．通过实验加深对时间常数概念的理解，了解RC一阶电路中电容的充、放电过程，并掌握电容充、放电时间常数的计算和测量方法。

3．了解微分电路和积分电路的组成，并能掌握选择和计算参数值。

6.4.2实验任务及步骤

电路从一个稳态到另一个稳态的变化过程称为电路的过渡过程，也称为暂态过程。暂态过程的产生，是由于电路中存在电容、电感等储能元件，而储能元件所存储的能量在电路换路的瞬间不能发生突变，所以电容两端的电压和流过电感的电流不能发生突变。

电路中只有一个独立储能元件的电路，称为一阶电路。一阶电路的暂态响应按指数规律变化。当电路换路时，加在电容两端的电压发生改变，由于电容两端的电压不能突变，电路从原先的稳态过渡到新的稳态，这个过程持续的时间由时间常数τ=RC决定。τ越大，持续时间越长。

电容的充、放电过程曲线如图6-4-1所示。

一阶电路的全响应是零输入响应和零状态响应的叠加，即从初始值开始按指数规律变化一直到新的稳态建立的响应全过程，由于电容全部充好电到达稳态时间很长，理论上时间应该是∞。RC电路充放电的时间常数τ可以从响应波形中估算出来。对于充电曲线来说，幅值上升到终了值的63.2％所对应的时间即为一个τ（见图6-4-1a）图中用RC标出）。对于放电曲线，幅值下降到初始值的36.8％所对应的时间即为一个τ（见图6-4-1b）图中用RC标出）。

同样，在工程中电容放电过程也同样定义为经过（3～5）倍的时间常数放电过程结束。

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微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有特定的要求。一个简单的RC串联电路，在序列方波脉冲的激励下，当满足τ= RC＜＜T(方波脉冲周期)，且由R端作为输出，如图6-4-2a)所示，即构成微分电路；若将图6-4-2a)中的R与C的位置交换一下，即由C端作为响应输出，且当电路参数的选择τ=RC＞＞T条件时，如图6-4-2b)所示，即构成积分电路。

(a) (b) 图6-4-2 微分、积分电路及波形

(a)微分电路 (b)积分电路

图6-4-3 是一阶RC电路，电路中用开关J1来控制电压源V1是否接入电路。当V1接入电路时，电容C1充电；当电压源V1未接入电路时，电容C1放电。

图6-4-3 一阶RC实验电路图

1．编辑电路图

双击Multisim10图标，打开Multisim10的界面。 ⑴函数信号发生器（Function Generator）的选择

单击仪表工具栏中的（Function Generator）图标，如图6-4-4a）所示，将其拖到工作区合适位置单击左键，函数信号发生器即被放置在电路工作区。单击左键选中函数信号发生器图标，然后单击右键，在弹出的菜单中选择 “Flip Horizontal”项，使函数信号发生器进行左右旋转，以满足实验电路中函数信号发生器放置的要求，图标如图6-4-4 a）所示。

（a） （b）

6-4-4函数信号发生器图标及面板

（a） 函数信号发生器图标 （b）函数信号发生器面板

双击函数信号发生器图标，将弹出参数设置对话框（如图6-4-4b）所示)，如设置函数信号发生器输出为方波，频率为10HZ、电压UP为10V，占空比为50％。

⑵在电路的工作区放置元件和仪表，如图6-4-5所示。在仿真软件Multisim10软件基本

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