1、電工學&電工學及電氣設備實驗指導書山東農業(yè)大學電工電子實驗中心實驗的基本要求電工學基礎實驗課的目的在于培養(yǎng)學生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養(yǎng)學生學會根據實驗目的，實驗內容及實驗設備擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數據，進行分析研究，得出必要結論，從而完成實驗報告。在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認真做好實驗?，F按實驗過程提出下列基本要求。一、實驗前的準備實驗前應復習教科書有關章節(jié)，認真研讀實驗指導書，了解實驗目的、項目、方法與步驟，明確實驗過程中應注意的問題（有些內容可到實驗室對照實驗預習，如熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等），并按照實驗項目準備記錄抄表等。實

2、驗前應寫好預習報告，經指導教師檢查認為確實作好了實驗前的準備，方可開始作實驗。認真作好實驗前的準備工作，對于培養(yǎng)同學獨立工作能力，提高實驗質量和保護實驗設備都是很重要的。二、實驗的進行1、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進行，每組由23人組成，實驗進行中的接線、調節(jié)負載、保持電壓或電流、記錄數據等工作每人應有明確的分工，以保證實驗操作協(xié)調，記錄數據準確可靠。2、選擇組件和儀表實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，選擇儀表量程，然后依次排列組件和儀表便于測取數據。3、按圖接線根據實驗線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡單明了，按接線原則是先接串聯主回路，再接并聯支路。為查找線路方便，每

3、路可用相同顏色的導線或插頭。4、接通電源，觀察儀表接線完畢，首先自我檢查，然后請指導教師查驗無誤后，方可通電。在正式實驗開始之前，先熟悉儀表刻度，并記下倍率，然后開始實驗，觀察所有儀表是否正常（如指針正、反向是否超滿量程等）。如果出現異常，應立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。5、測取數據預習時對電工實驗的基本試驗方法及所測數據的大小作到心中有數。正式實驗時，根據實驗步驟逐次測取數據。6、認真負責，實驗有始有終實驗完畢，須將數據交指導教師審閱。經指導教師認可后，才允許拆線并把實驗所用的組件、導線及儀器等物品整理好。實驗過程中一定要注意用電安全，按程序規(guī)范操作，以避免人身觸

4、電事故的發(fā)生！三、實驗報告實驗報告是根據實測數據和在實驗中觀察和發(fā)現的問題，經過自己分析研究或分析討論后寫出的心得體會。實驗報告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結論明確。實驗報告包括以下內容：1）實驗名稱、專業(yè)班級、學號、姓名、實驗日期。2）列出實驗中所用組件的名稱及編號等。3）數據的整理和計算4）根據數據進行計算和分析，說明實驗結果與理論是否符合，可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結論。實驗報告應寫在一定規(guī)格的報告紙上，保持整潔5）每次實驗每人獨立完成一份報告，按時送交指導教師批閱。實驗一日光燈電路及功率因數的提高、實驗目的1, 了解日光燈的工作原理；2, 了解提高功率因數的意義；3,

5、掌握提高感性負載功率因數的方法。、實驗原理說明燈管燈絲IR鎮(zhèn)流蹲圖1-1日光燈電路1、日光燈各元件的聯接及其工作過程日光燈結構如圖1-1所示，K閉合時，日光燈管不導電，全部電壓加在啟輝器兩觸片之間，使啟輝器中式氣擊穿，產生氣體放電，此放電產生的一定熱量使雙金屬片受熱膨脹與固定片接通，于是有電流通過日光燈管的燈絲和鎮(zhèn)流器。短時間后雙金屬片冷卻收縮與固定片斷開，電路中的電流突然減?。桓鶕姶鸥袘?，這時鎮(zhèn)流器兩端產生一定的感應電動勢，使日光燈管兩端電壓產生400至500V高壓，燈管氣體電離，產生放電，日光燈點燃發(fā)亮。日光燈點燃后，燈管兩端的電壓降為100V左右，這時由于鎮(zhèn)流器的限流作用，燈管中電

6、流不會過大。同時并聯在燈管兩端的啟輝器，也因電壓降低而不能放電，其觸片保持斷開狀態(tài)。2、功率因數提高的意義和方法對于一個無源一端口網絡，如圖1-2所示，其所吸U的有功功率P=UIcos其中cos稱為功率因數。要提高感性負載的功率因數，可以用并聯電容器的辦法，使流過電容器中的無功電流分量與感性負載中的無功電流分量互相補償，以減小電壓和電流之間的相位差，從而提高了功率因數。提高負載的功率因數有很大的經濟意義，一方面它可以充分發(fā)揮電源設備的利用率，另一方面又可以減少輸電線路上的功率損失，提高電能的傳輸效率。Uz=|Z|乙三、實驗設備表i-i實驗儀器和設備廳P名稱型號與規(guī)格數量備注1交流電壓表12交流

7、電流表13功率表14自耦調壓器14鎮(zhèn)流器與40W燈管配用15電容器箱16啟輝器與40W燈管配用17日光燈燈管40W181四、實驗線路與實驗內容實驗接線如圖所示。測量交流參數及提高功率的數按表1-2并聯電容C,令U=220V不變，將測試結果填入表1-2中電容值FF測量值計算值U(V)I(A)Irl(A)Ic(A)cos（）02.54.752.5+4.754.75+4.75表1-2測試結果五、注意事項1、測電壓、電流時，一定要注意表的檔位選擇，測量類型、量程都要對應2、功率表電流線圈的電流、電壓線圈的電壓都不可超過所選的額定值。3、自耦調壓器輸入輸出端不可接反。4、各支路電流要接入電流插座。5、注

8、意安全，線路接好后，須經指導教師檢查無誤后，再接通電源。六、報告要求1、若直接測量鎮(zhèn)流器功率，功率表應如何接線，作圖說明2、說明功率因數提高的原因和意義。3、收獲體會及其他。實驗二三相負載星形連接一、實驗目的1 .熟悉三相負載作星形連接的方法。2 .學習和驗證三相負載對稱與不對稱電路中，相電壓，線電壓之間的關系3 .了解三相四線制中中線的作用。二、實驗原理：三相負載作星形連接時，如圖2-1所示。將實驗臺供電箱的實驗板布置圖當三相負載對稱或不對稱的星形連接有中線時，線電壓與相電壓均對稱，且U線=43u相。而且u線超前與u相30°0當三相負載不對稱又無中線連接時，此時將出現三相電壓不平衡

9、、不對稱的現象，導致三相不能正常工作，為此必須有中線連接，才能保證三相負載正常工作。從上述理論中，考慮到三相負載對稱與不對稱連接又無中線時某相電壓升高，影響負載的使用時間，同時考慮到實驗的安全，故將三相電壓降低到220V的相電壓作實驗。三、實驗儀器設備：1、三相負載箱一個2、電流T15-MA一只3、萬用表500型一只4、連接導線若干四、實驗內容及步驟：實驗板布置圖如圖所示。三相電源ARC、O對應接到負載箱上。再接成星形連接，即X、Y、Z、O連接。1、上供電箱上三相開關，用電流表插頭及電壓表進行下列情況的測量。并將數據記入表內。2、負載對稱有中線，將三相負載箱上的開關全部打到接通位置。3、負載對

10、稱無中線，即斷開中線。4、負載不對稱有中線，將A相的KAI開關斷開。5、負載不對稱無中線。上述數據作完，請老師檢查數據后，方可整理好實驗臺。五、填寫實驗報告：1、分析負載不對稱又無中線連接時的數據。2、中線有何作用？六、注意事項：1、電壓電流表測量時，一定要注意表的量程。2、每測一次，改變負載連接方式都要斷開電源開關。3、如何接線才能利用電流測量插孔測得中性線電流?負載接法測量數據對稱負載不對稱負載后中線無中線后中線無中線相電壓UaUbUC線電壓UABUBCUCA相電流1A1B1C中線電流10實驗三三相負載三角形連接一、實驗目的：1 .熟悉三相負載作三角形連接的方法。2 .驗證負載作三角形連接

11、時，對稱與不對稱的線電流與相電流之間的關系二、實驗原理：三相負載三角形連接時如下圖所示。1、當三相負載對稱連接時，具線電流、相電流之間的關系為I線=向相，且相電流超前線電流30%2、當三相負載不對稱作三角形連接時，將導致兩相的線電流、一相的相電流發(fā)生變化。此時，I線與I相無73的關系。3、當三角形連接時，一相負載斷路時，如下圖3-2所示。此時只影響故障相不能正常工作，其余兩相仍能正常工作。4、當三角形連接時，一條火線斷線時如下圖3-2所示。此時故障兩相負載電壓小于正常電壓，而BC相仍能夠正常工作。三、實驗儀表設備:1、三相負載箱一臺、電流表T15M只3、電壓表一只四、預習要點：1、實驗板上一相

12、負載，電流插孔只有一個，如何通過適當接線使其可測線電流，又如何接線使其可測相電流？測相電流時，電流插孔又是對應那一相的電流？五、實驗步驟及內容:實驗板布置圖見實驗二。接線參照圖3-3。1、參照下圖將負載箱接成三角形的負載。2、合上供電箱的開關，進行下列負載接法的測量并將數據記入表內數據記入表測量數據負載接法線電流相電流線電壓1A1B1C1AB1BC1CAUABUBCBCUCA負載對稱負載不對稱一相負載斷路一相火線斷路(1)對稱負載的測量，所有開關全部接通。(2)不對稱負載的測量，短開KA1開關。(3) 一相負載短路，短開KAI.KA2開關。(4) 一相火線斷線，開關全部接通，取掉A相火線。上述

13、內容作完后，數據經老師檢查后方可整理實驗臺，離開實驗室。五、填寫實驗報告：1、負載作三角形連接時，從實驗的數據作I相與I線之間關系的計算。二者之間的關系是什么?2、對各種情況負載下用實驗的數據進行分析。說明了什么？圖3-3實驗四變壓器空載、短路實驗一、實驗目的：1、通過空載和短路實驗判斷變壓器的性能。2、學習各種儀表的使用。二、實驗內容：1、變壓器的空載實驗。2、變壓器的短路實驗。三、預習要點：1、在變壓器空載和短路實驗中，各種儀表怎樣連接才能使測量誤差最小？2、變壓器的空載實驗，測空載損耗為什么必須用低功率因數表？3、變壓器空載及短路實驗時應注意哪些問題？一般電源接在低壓邊還是高壓邊比較合適

14、？四、實驗器材：單相變壓器、電流表、電壓表、功率表、調壓器、兆歐表。五、實驗步驟和方法：1、測定絕緣電阻用兆歐表分別檢查變壓器高、低壓繞組之間和各繞組對地之間冷態(tài)絕緣電阻值。將數據填下表4-1中。表41絕緣電阻測試數據測量內容高、低壓繞組之間高壓繞組對地低壓繞組對地測量值（MQ）2、測定電壓比接線圖如圖2-1所示。閉合電源開關Q,將調壓器的輸出電壓從低壓繞組額定電壓的50%左右開始調至Un范圍內，對應不同的輸入電壓，測量低壓繞組電壓和高壓繞組電壓共3組數據，記錄于4-2表中，分別計算電壓比，取其平均值。表4-2測定電壓比數據序號低壓線圈電壓U2/V高壓線圈電壓U1/V3、空載實驗為了安全，空載

15、實驗應在低壓邊進行，空載實驗的接線圖如圖2-2所示。由于空載時變壓器的功率因數甚低，應選用低功率因數表測量功率，以減少測量誤差。又因為變壓器空載阻抗很大，故電壓表應接在電流表的外側，以免由于電壓表分流引起誤差。為了保護儀表，調壓器將電壓從零開始升至Un,測量空載電流Io及空載損耗功率P。，副邊電壓Ux。共測取數據3組。記錄于表4-1中。圖21測電壓比實驗線路圖22空載實驗線路4、短路實驗短路實驗接線圖如圖2-3所示。由于短路阻抗很小，故電流表應接在電壓表的外側，以免由于電流表的內阻壓降引起誤差。短路時的功率因數較高，故不必采用低功率因數功率表。U2圖23短路實驗線路通電前，必須將調壓器調至輸出

16、電壓為零的起始位置。然后合上開關Q,調節(jié)輸出電壓，使短路電流升至In，測量Uk、Pko共測取數據3組。記錄于表4-1中。六、實驗報告：1、由測定的絕緣電阻值判定變壓器的絕緣性能。2、計算變壓器電壓變比的平均值作為受試變壓器的變比。3、將空載實驗數據和標準值比較，判斷性能。4、將短路實驗數據和標準值比較，判斷性能。數據記入表表3-1序號空載實驗數據計算數據U0(V)10(A)Po(W)Uax(V)cos(j)0123短路實驗數據Uk(V)Ik(A)Pk(W)cos()K123實驗五三相異步電動機的起動和調速一、實驗目的：1、通過實驗熟悉異步電動機的起動設備和起動方法。2、熟悉異步電動機的調速原理

17、和調速方法。二、實驗內容：1、籠型異步電動機的起動。2、繞線轉子異步電動機的起動。3、異步電動機的調速。三、預習要點：1、為什么籠型異步電動機降壓起動不適用于重載起動？2、繞線轉子異步電動機所用電阻的大小對起動轉矩有什么影響？3、異步電動機的調速原理。四、實驗器材：五、實驗步驟和方法：1、直接起動按圖5-1接線。先將開關Q2向上閉合，然后閉合電源開關Q,讀取瞬時起動電流數值，記錄于表5-1中。表51各種起動方法時的數據啟動方式Ust/VIst/A起動電流倍數（ISt/IN）備注直接啟動星一三角啟動自耦變壓器減壓啟動2、星一三角形起動仍按上圖5-1接線。先將開關Q2向下閉合，定子繞組為星形聯結，

18、然后電源開關Q1,讀取起動電流數值，記錄于表5-1中。待電機轉速穩(wěn)定后，將開關氏Q2拉開，并迅速向上閉合，定子繞組換接三角形聯結，電動機轉入正常運行。3、自耦變壓器起動選用起動補彳嘗器,按圖5-2接線。抽頭電壓選60%電源電壓。先合上電源開關Q1,然后將起動補償器的手柄扳至“起動”位置，此時電動機由自耦變壓器供給低電壓起動。讀取起動電流數值，記錄于表5-1中。待電動機轉速穩(wěn)定后，將手柄從“起動”位置拉開，并迅速合至“運行”位置，電動機起動過程結束。4、繞線轉子異步電動機起動按如圖5-3接線，先將起動變阻器手柄置于阻值最大位置，然后合上電源開關Q1起動電動機，讀取起動電流數值，記錄于表5-1中。緩慢轉動起動變阻器手柄，逐漸減小起動電阻，直至起動變阻器被切除，電動機進入穩(wěn)定運行。5、繞線轉子導步電動機轉子回路用電阻調速仍按圖5-3接線，將電動機帶一定負載起動后,改變轉子電阻，