一． 电子仪器仪表使用（1）
【实验目的】
1. 学习正确使用数字万用表和直流稳压电源；
2. 验证叠加原理及基尔霍夫定律；
3. 加深对线性电路中参考方向和实际方向以及电压、电流正负的认识。
【相关知识要点】
1. 叠加原理：在任一线性网络中，多个激励同时作用的总响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。
叠加定理是线性电路普遍适用的基本定理，它是线性电路的重要性质之一。应用叠加定理可以把一个复杂电路分解成几个简单电路来研究，如图1.4.1所示，然后将这些简单电路的研究结果叠加，便可求得原来电路中的电流或电压。
原电路
B
B
B
E 1 单独作用图1.4.18 叠加原理
A
A
A
E 2 单独作用
R 1
R 1
E 1
E 1
E 2
I 1
R 3R 3
R 3
R 2
R 2
I 2
I 2
’I 1
’I 3
I 3’I 1
’’I ’’2
3
I ’’R 1
E 2
R 2
"
I 'I I "I 'I I " I 'I I 333222111 +=+=+=
图1.4.1 叠加定理示意图
2. 基尔霍夫定律：
基尔荷夫电流定律(KCL):对任一节点,在任一时刻,所有各支路电流的代数和恒等于零。即:
∑I ＝0 (若流入节点为正，则流出节点为负)
基尔荷夫电压定律(KVL):沿任一绕行回路,在任一时刻,所有支路或元件电压的代数和恒等于零。即:
∑U ＝0 （若与绕行方向相同为正，则与绕行方向相反为负）
【预习与思考】
1. 掌握叠加原理、基尔霍夫定律等理论。
2. 计算图1.4.1中负载支路的电压U L 、电流I L ，将所得值记入表1.4.1中。
3. 叠加原理中，两个电源同时作用时在电路中所消耗的功率是否也等于两个电源单独
作用时所消耗的功率之和？为什么？
【注意事项】
1. 在使用万用表测量时，注意电压、电流、欧姆等档次的选择，切忌用电流档测电压（即与被测元件并联）。
2. 一定要在电源断开的情况下，才能用万用表测电阻。
3. 在使用稳压电源时，只允许按下一个琴键按钮，切勿将几个选择按钮同时压下，使几组互相独立的电源并联在同一个电压表上，而将几个电源相互短路造成仪器的损坏。
4. 通电后，如U L 等于零，可用电压表逐点测量电压的方法，找到故障点，分析判断是导线还是器件发生了故障，断电后，仔细检查、排除故障。
【实验设计及测试】
用数字万用表欧姆挡测试R 1、R 2、R 3、R L ，测试结果记人表1.4.1中，与标称值对照。
调节稳压电源，使其一路电压源输出E 1=6V ，另一路电压源输出E 2=9V ，待用。 1. 叠加原理实验
（1）先将开关S I 、S II 拨向“2”侧，再按实验原理电路图1.4.2接线。 （2）测量下列三种情况下负载电阻的电压值U L ，并将数据记入表1.4.1中
电源E 1单独作用于电路 （S I 拨“1”，S II 拨“2”） ，电源E 2单独作用于电路的情况（S I
拨“2”，S II 拨“1”），电源E 1和E 2同时作用于电路的情况（S I 、S II 都拨“1”）。
（3）测负载电流值I L ：将万用表置于直流电流档“20mA”处并串入R L 支路中（注意极性），分别在a 、b 、c 步骤情况下，测得电流值I L ，并将数据记入表1.4.2中。
R 1006V E 1 ＋ U L －
图1.4.2 叠加原理实验电路图
表1.4.2
2. 基尔霍夫定律实验
（1）开关S I、S II拨向“2”侧,将实验原理电路图1.4.2中的R L支路去掉, S I、S II拨向“1”侧。
（2）KCL的验证:用万用表直流电流200mA 档分别测量I1、I2、I3,将数据记入表1.4.3中。
（3）KVL的验证:用万用表直流电压20V档测量U ec、E1、E2、U de,将数据记入表1.4.3中(注意绕行方向与电压极性)。
【实验报告要求】
1. 完成表中测量值，根据图中参数计算各理论值。
2. 分析误差，并指出产生误差的因素？
3. 为什么电流表不能与电路并联？电压表不能与电路串联？
【扩展实验内容】
戴维南定理实验
对图1.4.2电路中a、b两点左侧电路进行戴维南等效变换。
（1）测量开路电压U o：将S I、S II置“1”，测R L断开时的U ab＝U o，记入表1.4.4中。
（2）测量等效电阻R o：将S I、S II置于“2”，用万用表测R ab＝R o，记入表1.4.4中。
（3）用测得的U o和R o，按图1.4.3组成戴维南等效电路，测出I L和U L并填入表1.4.4中。
U L b
–
+
图1.4.3 戴维南等效电路图
二． 电子仪器仪表使用（2）
【实验目的】
1. 掌握函数信号发生器、晶体管毫伏表和双踪示波器的使用方法
2. 掌握电压、频率、时间和相位差的测量方法。
【相关知识要点】
1. 常用电子仪器功能及使用时的注意事项。
2. 正弦交流电路中U 与U m 的关系。
【预习与思考】
1. 阅读常用电子仪器使用说明
2. 示波器能测量正弦交流信号的有效值还是峰值？
【实验内容】
1. 练习用示波器测12V 直流电压
⑴ 设定示波器基准，选择DC 耦合方式和适当的Y 轴灵敏度，选择触发信号源为CH1。连接示波器测试线，从CH1通道输入12V 直流电压。打开实验箱电源开关，由坐标刻度读取信号幅值格数，数据记入表1.5.1中。
⑵ 选择AC 耦合方式，观察波形显示变化情况。
2. 练习用示波器测试示波器的校准信号（频率为1kH Z ，幅值为0.6V ）
表1.4.4
⑴设定示波器基准，选择DC耦合方式和适当的Y轴灵敏度和X轴灵敏度，选择触发信号源为CH2。连接示波器测试线，从CH2通道输入校准信号，由坐标刻度读取信号幅值、周期、脉冲宽度格数，数据记入表1.5.1中。
⑵分别选择AC耦合方式和按下[INV]，观察波形显示变化情况。
⑶同时观察CH1、CH2通道信号，选择DC耦合方式，调整示波器基准，按下[ADD]键，观察CH1、CH2两通道信号相加的情况。
3. 用函数信号发生器输出一频率为1KH Z，峰值电压为1V的正弦波。
4. 以该正弦波作输入信号，测试图1.
5.1所示被测电路输入、输出信号的电压幅值、频率、周期和相位差。相位差的测法如图1.5.2所示，图中T为周期，D为相位差。数据记入
表1.5.2中。
图1.5.1 示波器、函数发生器的使用图1.5.2 相位差的测试
5. 函数信号发生器，观察输出信号波形的变化情况。
6. 按函数信号发生器[ATT]（衰减）键，观察输出信号幅值的变化情况。
【实验报告要求】
总结基本实验仪器的使用方法。
三．荧光灯功率因数的提高
【实验目的】
1. 了解荧光灯电路的工作原理，掌握荧光灯电路的安装方法;
2. 学习有功功率的测量方法;
3. 观察电感性负载并联电容器对提高电路功率因数的作用。
【相关知识要点】
1. 荧光灯电路简介
大多数荧光灯电路包括灯管、镇流器和启辉器三个器件，如图2.1.2所示。灯管内壁涂有荧光粉,管内抽真空后充有惰性气体氩和少量汞蒸气,灯管两端各有一根灯丝。
镇流器是一个具有铁芯的电感线圈,它的作用是帮助灯管启动并在灯管启燃后起降压、限流作用。电感线圈具有一定的电阻,铁芯也有一定的铁耗, 故镇流器要消耗一部分有功功率。
启辉器是一个小型氖气泡,有一个固定电极和一双层金属片构成的可动电极。两电极与一个小电容并联。
电路启动之初，220V交流电压全部加在启辉器两个电极之上,使其产生辉光放电，可动电极受热膨涨，与固定电极接触，从而接通灯丝电路，使灯丝通过较大电流，迅速加热并发射大量热电子。启辉器两电极接通后电压降为零，辉光放电停止，双金属片因温度下降而复原,电路断开。此时，加到灯管两端的电压使灯管内的电子形成高速电子流，撞击气体分子，使之电离而产生弧光放电并射出紫外线，管壁内所涂荧光粉因受紫外线激发而发出荧光灯特有的可见光。灯管启燃后，灯管上的电压降低于启辉器辉光放电电压，启辉器不能再发生辉光放电，因而失去作用。
研究证明，产生气体放电时的荧光灯是一个非线性电阻,其电流、电压基本同相,电流波形近似为正弦波,电压波形近似为矩形波，它含有50Hz基波和3、5、7等高次谐波, 故用电压表(在50Hz正弦波下校准)测量荧光灯电路的电压时,有一定误差。
2. 功率因数的提高
由于镇流器具有较大电感,故荧光灯电路是一个感性负载电路。对于这样的感性负载电路,常采用并联电容器的方法来提高电路的功率因数。以流过电容器的容性电流，补偿负载中的感性电流，提高负载电路的功率因数。此时虽然负载消耗的有功功率不变，但输电线路上的总电流减小，线路损耗减小，因此提高了电源设备的利用率和减少了线路的能量损耗。由于荧光灯电路的非线性，其电流中含有高次谐波，并联电容器不能对其感性无功电流进行全补偿，即功率因数不能提高到1。
3. 功率测量方法
功率表具有电流线圈和电压线圈，功率表所测得的功率P=UI cosφ，U为功率表电压所跨接电压的有效值；I为流过功率表电流线圈的电流有效值；φ为此电压和电流之间的相位差。
功率表接入电路的方法如图2.1.1所示，图中R V为电压线圈支路的分压电阻。功率表的电流线圈必须串入线路中，且电流线圈的非“*”号端应接至负载端。电压线圈必须并联接入电路，其“*”端必须与该功率表电流线圈所在的相线相接，而非“*”号端应接至负载的另一端(否则电网的全电压基本上作用在这两个线圈之间，会引起线圈相互作用而产生较大的静电误差，并且可能导致线圈间绝缘击穿) 。如果接线方式正确，而读数为负（或指针反偏），
说明实际功率输送的方向与预测的相反。这时，只要把电流线圈两端位置交换即可。 为了减少测量误差，必须正确选择功率表的联接方法。图2.1.1(a)所示的联接，功率读数中包括了电流线圈的功率损耗，适用于负载阻抗远大于电流线圈阻抗的情况，这种接法称为电压线圈前接法；图2.1.1(b)所示的连接，功率读数中包括了电压线圈支路的功率损耗，适用于负载阻抗远小于功率表电压线圈支路阻抗的情况，这种接法称为电压线圈后接法。
（a ）
(b)
图2.1.1 功率表的接线方式
【预习与思考】
1. 熟悉荧光灯电路的工作原理，明确电路中各电流、电压的情况。
2. 复习有关交流并联电路及提高功率因数的内容。
3. 在实验中，并入电容之后, 灯管中流过的电流和消耗的功率变不变？总功率因数变不变？
【注意事项】
1. 由于电压较高，接拆线路必须断电，线路接好后，必须经教师检查后才可接通电源，在操作过程中，要注意人身和设备安全。
2. 镇流器必须与灯管串联接入电路，以免烧坏灯管。
3. 通电后，如荧光灯不亮，可用电压表逐点测量电压的方法，找到故障点，分析判断是导线还是器件发生了故障，断电后，仔细检查、更换故障器件。
【实验内容】
1.
按原理图2.1.2组成实验电路，经老师检查后才能合上交流220V 开关Q ，电容箱的全部开关置于“断”，测出U 、Ｕ灯、Ｕ镇、Ｉ、Ｉ灯、ＩC 、电路总功率Ｐ、镇流器消耗的功率Ｐ镇，数据记入表2.1.1中。
R L
图 2.1.2 荧光灯电路原理图
2. 将并联电容由零逐渐增大，测出相应的电流值，数据记入表2.1.2中。
3. 测出电流Ｉ最小时的Ｕ、Ｕ灯、Ｕ镇、Ｉ、Ｉ灯、ＩC、Ｐ、Ｐ镇, 数据记入表2.1.1中。
【实验报告要求】
1. 利用所测数据，计算功率因数，并说明改善功率因数的意义。
2. 荧光灯并联电容器后电路总电流减小，但电容超过某一数值后，总电流为什么又会增大?
四．三相负载电路研究
【实验目的】
1. 掌握对称三相电路线电压与相电压、线电流与相电流的关系；
2. 观察不对称星形电路中的中点移位现象，了解中线的作用；
3. 学习测量三相电路的有功功率。
【相关知识要点】
1. 不对称三相负载作Y联接时,必须采用三相四线制接法，而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。
若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用三相四线制接法。
2. 当不对称负载作△接时，I L≠3I p，但只要电源的线电压U L 对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
3. 三相有功功率测量
⑴三相负载消耗的总功率应等于各相负载消耗功率之和。因此用瓦特表按图2.2.1所示分别测量三相负载的功率相加，这种方法称为三瓦计法测量三相功率。
⑵三相三线制供电系统中，无论三相负载是否对称，也无论负载是Y接还是△接，都可用瓦特表按图2.2.2所示分别测量三相负载的功率相加，这种方法称为二瓦计法测量三相功率。
图2.2.1 三瓦计法测量三相功率图2.2.2 二瓦计法测量三相功率
【预习与思考】
1. 复习三相电路的有关内容；
2. 三相电路有功功率的测量方法；
3. 中线能接保险丝吗？
【注意事项】
1. 接拆线路必须断电，线路接好后，必须经教师检查后才可接通电源；
2. 在操作过程中，要注意人身和设备安全。
3. 功率表的电流线圈要串联在电路中，电压线圈要并联在电路中。
【实验内容】
1. 三相负载星形联接电压、电流测量
将三相调压器的旋柄置于输出为0V 的位置（即逆时针旋到底），按图2.2.3联接实验电路。经检查无后，方可开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，并按下述内容完成各项实验。
⑴负载对称（每相负载开启三盏灯）：在有中线、无中线两种情况下，测量线电压、相电压、线电流（相电流）、中线电压和中线电流，数据记人表2.2.1中，观察有无中线两种
情况下各相灯泡亮度是否一致。
图2.2.3 三相负载星形联接电路原理图
表2.2.1
⑵负载不对称（A、B、C相各开启1、2、3盏灯）：在有中线、无中线两种情况下，测量线电压、相电压、线电流（相电流）、中线电压和中线电流，数据记人表2.2.1中，观察有无中线两种情况下各相灯泡亮度是否一致。
2. 负载星形连接三相有功功率测量
⑴用三瓦表法测三相有功功率，数据记人表2.2.2中。
⑵用二瓦表法测三相有功功率，数据记人表2.2.2中。
1. 用实验数据说明在什么情况下电压、电流的线、相之间有3关系？
2. 用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。
3. 计算三相总功率。
五．异步电动机的能耗制动
【实验目的】
1. 熟悉异步电动机能耗制动的原理，接线及操作方法；
2. 了解控制系统中各种保护及自锁、互锁环节的作用；
3. 学习能耗制动控制系统的调节方法；
4. 学习分析故障、排除故障的方法。 【相关知识要点】
由于电动机的转动部分有惯性，在电源切断后，电动机还会继续转动一定时间才能停止。为了缩短辅助工时，提高生产效率，就要求电动机断电以后能够迅速停车，这就需要对电动机进行制动。异步电动机有能耗制动、反接制动及发电反馈制动等制动方式，本实验只研究能耗制动。
在图 2.10.1中，21
M K M K ''、为自锁触头，它保证起动按钮松开后电动机继续运转。2
1M M K ''''、为互锁触头，它保证通入三相交流时断开直流电，通入直流电时先断开三相交流电。图中包含以下保护环节：
失压保护：电动机运行时突遇停电，接触器线圈失电，电动机停止运转。当电源恢复供电时，不按起动按钮，电动机不会自行起动。它能避免因电动机自行起动而造成人身、设备事故。
短路保护：由熔断器FU 实现。当电路发生短路时，FU 熔断，整个电路断开。 过载保护：由热继电器KH 实现。当电动机发生过载时，经一定时间后，KH 的常闭触头断开控制电路；排除故障后按下KH 的复位按钮，为继续工作做好准备。
1. 能耗制动是在电机断开三相交流电以后，在定子绕组中通入直流电，产生一个恒定磁场，转子在持续转动中切割这个恒定磁场的磁通而产生感应电流，转子感应电流与磁场作用产生与转子转动方向相反的制动转矩，其实质是把转子转动的动能转变成电能消耗在转子电路中，故称为能耗制动（或动能制动）。
2. 定子绕组的直流电阻很小,因而在直流电路中串入限流电阻,以免直流电流过大使定子绕组过热损坏。直流电流的大小还将影响制动所需时间，故此电阻的大小应按需要调节。
3. 电机停止转动后，应及时断开直流电源，通常用时间继电器来实现，根据电机所需的停车时间调节时间继电器的延时，使电机刚一停稳，继电器立即释放，切断直流电源。 【实验仪器及设备】
1. 异步电动机
1台
2. 交流接触器2只
3. 时间继电器1只
4. 滑线电阻1只
5. 热继电器1只
6. 复合按钮2只
【预习要求】
1. 熟悉时间继电器结构、工作原理。
2. 弄清能耗制动的原理和制动过程中各电器的动作和作用。
【思考题】
1. 为什么交流电和直流电不能同时接入电机定子绕组中?
2. 电动机通入直流电能够制动,通入单相交流电能否起制动作用?
3. 本实验电路中有无自锁环节？若有，由哪些触动点组成？它们各起什么作用？
4. 若按下SB2后，控制电器制动正常，但电机未被制动，这是什么故障？应从哪些地方去寻找故障点？
【注意事项】
1. 接线之前将制动电阻置最大位置，以防制动电阻R Z值太小，制动电流过大，使电机绕组过热。
2. 电路必须严格检查，决不允许同时接通交流和直流两个电源。
3. 时间继电器的延时应调整到电机刚一停下即断开直流电源的位置。
【实验设计及测试】
1. 选定电器并按图
2.10.1接线。
2. 小组成员检查并经指导老师复查同意后，接通电源。
3. 闭合Q3，操作SB I、SB2，观察各电器动作是否正常。若不正常，应排除故障。
4. 闭合Q1，启动电机。待运转平稳后，按下SB2，观察自由停车的情况。
5. 闭合Q2并启动电机，待运转平稳后，按下SB2，观察能耗制动的情况。若停车时间较长，可适当减小R Z阻值，增大制动电流，使电动机在一秒内停稳即可。
6. 调节时间继电器的延时时间,使电动机刚一停稳即切除直流电源。
–220V 3~380V
~380V
2
图 2.10.1异步电动机能耗制动接线图
【实验报告要求】
1.写出电机铭牌。
2. 回答思考题1、2、3、4。
六（1）． PLC基本操作练习
【实验目的】
1. 了解S7-200可编程序控制器的系统组成；
2.学习STEP7 Micro/WIN V
3.1编程软件的使用方法；
3.熟悉基本指令的应用；
4.利用编程软件监控程序运行。
【注意事项】
1. 每个网络只能输入一行指令。
2. 程序上、下载时，必须给PLC上电，并将CPU方式开关置于STOP状态。【实验内容及步骤】
1.基本练习
（1）硬件接线
①将PLC与计算机用PC／PPI电缆连接；
②将CPU224的RUN／STOP开关拨到STOP位置（或TERM位置）；
③将24V直流稳压源的正负极对应接在CPU224的24V直流电源端子上；检查PLC上状
态指示灯是否黄灯亮（表示处于停止状态）。
（2）进入编程状态
①打开计算机电源，双击桌面上V3.1STEP7 Micro WIN图标，进入STEP7 Micro WIN V3.1编程环境；
②单击菜单命令“工具→选项”，选择编程语言类型（选择梯形图语言）和指令集（选择SIMATIC）；
③单击菜单命令“PLC→类型”，确定PLC的CPU类型（选择CPU 224）；
（3）输入程序
①选择MAIN主程序，在Network1中开始输入如图5.2.1所示起停控制程序。
②从快捷工具栏或指令树中选择相应符号，完成梯形图的输入（可练习修改、复制、
粘贴、删除、插入等）。
③给各符号加元件号：逐个选择？？？，输入相应的元件号。
④将图5.2.1程序转换成语句表程序。
⑤为梯形图5.2.1进行网络注释——“起停控制程序”。
⑥保存程序：在菜单栏中文件（File）—保存（Save），输入文件名，保存。
图5.2.1 起停控制程序
（4）编译程序
使用菜单“PLC→编译（Compile）”或“PLC→全部编译（Compile All）”命令，或者用工具栏按钮“”或“”执行编译功能。编译完成后在输出窗口会显示相关的结果，以便于修改。
（5）下载程序
输出窗口显示程序编译无错误后，使用菜单“File（文件）→下载（Download）”，或按工具栏按钮“”执行下载。
（6）运行和调试程序
①程序下载成功后，将CPU上的RUN／STOP开关拨到RUN位置；CPU上的黄色STOP 状态指示灯灭，绿色指示灯亮；（如CPU上的RUN／STOP开关处于TERM状态，也可单击工具栏中的“”）。
②接通I0.0对应的开关，观察运行结果并记录。
③接通I0.1对应的开关，观察运行结果并记录。
（7）监控程序
程序在运行时可以用菜单命令中“排错（Debug）”—“程序状态（Program Status）”或者工具栏按钮“”对程序状态监控进行监控。接通/断开I0.0、I0.1对应的开关，观察梯形图有何变化，并作记录。
2.定时器指令的应用
分别输入图5.2.2所示的梯形图，运行并监控程序，改变输入开关状态，观察输入、输出指示灯、输出继电器状态、定时器当前值的变化；修改定时器设定值重新观察。
(a)通电延时定时电路（b）断电延时定时电路
图5.2.2 定时器应用梯形图
3.计数器指令的应用
分别输入图5.2.3所示的梯形图，运行并监控程序，改变输入开关I的状态，观察输入、输出指示灯、输出继电器状态、计数器当前值的变化；修改计数器设定值重新观察。
（a）加计数器（b）减计数器
图5.2.3 计数器应用梯形图
【实验报告要求】
1. 以图5.
2.1为例总结梯形图输入及修改的操作过程
2.总结编程软件使用过程中的主要步骤，以及要注意的地方。
【扩展实验】
如图5.2.4是八位循环移位彩灯控制程序，移位的方向用I0.0来控制，首次扫描时用MOV-B指令给Q0.0~Q0.7置初值。
输入、下载和运行彩灯控制程序，通过观察CPU模块上与Q0.0~Q0.7对应的LED，检查彩灯的运行情况。
1. 改变方向控制开关状态，观察能否改变移位方向。
2. 改变T37的PT设定值，观察移位速度是否变化。
3. 修改MOV-B指令IN的设置分别为 5、7 时，记录彩灯移动的状态。
图5.2.4 八位循环移位彩灯控制程序
六（2）. 三相异步电动机的往返控制
【实验目的】
1. 熟悉常用低压电器的使用。
2. 掌握三相异步电动机正反转控制及行程控制原理及方法。
3. 熟悉西门子可编程序控制器CPU224的编程方法和程序调试方法。
【相关知识要点】
三相异步电动机的往返控制包括电机正反转控制及行程控制。我们知道，要使三相异步电动机由正转变为反转，只需将接入的三相电源的任意两根相线对调位置即可，反之亦然。在2.11节中，我们简单介绍了三相异步电动机正反转控制的原理并进行了实验验证。
行程控制，就是当电机带动的运动部件到达一定行程位置时，采用行程开关来对电机进行自动控制。行程控制一般有两种形式：一是极限位置控制（终端保护），二是自动往返控制。如图5.3.1所示示意图，要求行车既能正向行驶又能反向行驶，到达A、B两终端位置时能自动停车，且在行车运行过程中任意时刻均可人为停车，这种情况就是限位控制。要实现这样的控制功能，在终端位置A、B两处分别安装行程开关SQ A和SQ B，在电机正反转控制电路的基础上增加行程开关即可。
图 5.3.1 行程控制示意图
如果当行车到达A、B两终端位置时，不停车而是能自动反方向行驶，这种情况就是往返控制，其控制电路图如图5.3.2所示。限位行程控制电路中的SQ A、SQ B触点为复合触点。SQ A的常开触点与SB2并联，SQ B的常开触点与SB1并联，这样就实现了自动往返运行，其工作原理简述如下：
起动：按SB1→KM1得电，电机正转，行车正向前进→到位，碰SQ A→断开KM1,接通KM2,电机反转,小车逆向行驶（后退）,SQ A复位→后退到位,碰SQ B→断开KM2,接通KM1,电机再次正转,行车前进→??如此循环,实现往复运动。
停车：按SB。
【控制要求】
1. 要求用西门子可编程序控制器CPU224实现以下控制过程：
初始时，电机不动；按下左行或右行按钮后，电机驱动小车相应左行或右行；当小车运行到某一端，相应行程开关动作，小车停止运行，延时2s 后自动反方向运行；如此反复，任意时刻按停止按钮可控制电机停止。
控制系统中要求设置必要的保护环节，具有自锁、互锁功能。 2. I/O 地址分配
PLC 的I/O 地址分配如表5.3.1所示：
表5.3.1 I/O 分配表
3. PLC 外部接线图及控制电路图
PLC 实现小车自动往返控制的外部接线图及控制电路图，如图5.3.3所示。
（
a ）控制电路图 （
b ）可编程序控制器接线示意图
图5.3.3 控制电路图及可编程序控制器接线示意图
FU 图5.3.2 三相异步电动机往返运动的控制电路
【预习与思考】
1. 复习接触器、热继电器、行程开关、自动空气开关、按钮的结构和用途。
2. 复习三相异步电动机正反转控制的原理。
3. 画出往返运动控制的主电路。
4. 根据往返控制电路图，编写PLC控制程序。
5. 实验中，电路通电前，如何用万用表检查主电路及控制电路？
6. 线路经检查无误后, 通电运行时如发现小车撞到行程开关后而不能反向运行是何原因, 应如何处理？
【注意事项】
1. 连接线路时，必须关闭PLC电源（DC24V）、总电源（AC380V）。
2. 认真观察PLC输出接线端，以免接错，交流接触器（KM）线圈电压为AC220V。
3. 连接完电路，须经指导教师复查允许后，才能进行控制电路和主电路的调试。
【实验内容及步骤】
1. 程序调试
输入梯形图程序，并把梯形图程序进行编译和下载后，按图5.3.3（b）将可编程序控制器的输入端I1.1,I1.2分别接在左右两个行程开关的常开触点上，运行程序，检查程序的运行情况。
①用接在I0.1输入端的开关模拟右行起动按钮信号，将开关接通后马上断开，观察Q0.1是否“ON”。用接在I0.2输入端的开关模拟左行起动按钮信号，将开关接通后马上断开，观察Q0.2是否“ON”。
②压下接在I1.2输入端的行程开关后断开，观察Q0.1是否“OFF”，Q0.2是否“ON”。
③压下接在I1.1输入端的行程开关后断开，观察Q0.2是否“OFF”，Q0.1是否“ON”。
④任意时刻接通接在I0.0输入端的开关后断开, 观察Q0.1, Q0.2是否“OFF”
2. 控制电路调试
①按图5.3.3（b）将可编程序控制器的输出端Q0.1, Q0.2分别接在两个直流继电器的线圈上,重复以上1～3步骤,观察当Q0.1、 Q0.2“ON”时直流继电器的常开触点是否闭合。
②按图5.3.3（a）完成控制电路接线，检查无误后，闭合Q2，操作输入信号开关、行程开关，观察接触器KM1、KM2的动作情况。
3. 系统调试
连接主电路，闭合主电路的电源开关，再操作输入信号开关，观察小车能否改变运行方向；观察小车碰上行程开关后，能否自动改变方向运行；按下停车按钮，小车是否停车。
4．完成实验后，停止运行程序，关闭PLC电源，退出编程软件，关机；关闭控制电源、总电源，拆线；整理实验现场，归还工具。
【实验报告要求】
1.画出整个控制系统，包括主电路、控制电路，以及PLC接线图；列表说明所用电器的型号、规格。
2. 根据表5.
3.1所示I/O分配，画出往返控制的梯形图程序（程序上附必要的文字说
明）。
3. 分析实验过程中的故障与排除情况。
电路元件伏安特性的测定为什么做完步骤1后,在做步骤2之前, 必须把电源的输出调到最小? 在测二极管和稳压管的实验中加上限流电阻的R有何作用？ 控制测试电流，防止损坏元件。 限流电阻的作用也是防止二极管因电流过大而损坏。二极管在正向导通时，稳压管在击穿时，如无限流电阻，通过的电流会急剧增大，导致损坏。 二极管和稳压二极管有何异同点 普通硅二极管和硅稳压管在本质上没有不同，都是PN结结构。都有一样的正向与反向伏安特性。唯一不同点是稳压管利用的是二极管的反向击穿电压为一定值的特性来工作的（工作于反向击穿状态），此值制造时可控制在一定的电压范围内，因此稳压管有很大的应用范围；硅二极管的正向特性也可稳压，但是只有0.7v左右（工作于正向导通状态），稳压应用范围很窄 2. 说明测有源二端网络开路电压U OC及等效电阻R0的几种方法，并比较其优缺点。 答：（1）测开路电压U OC的方法优缺点比较： ①零示法测U OC。优点：可以消除电压表内阻的影响；缺点：操作上有难度，难于把握精确度。 ②直接用电压表测U OC。优点：方便简单，一目了然；缺点：会造成较大的误差。 （2）测等效电阻R0的方法优缺点比较： ①直接用欧姆表测R0。优点：方便简单，一目了然；缺点：会造成较大的 误差。 ②开路电压、短路电流测R0。优点：测量方法简单，容易操作；缺点：当 二端网络的 内阻很小时，容易损坏其内部元件，因此不宜选用。 ③伏安法测R0。优点：利用伏安特性曲线可以直观地看出其电压与电流的关系；缺点：需作图，比较繁琐。 ④半电压法测R0。优点：方法比较简单；缺点：难于把握精确度。 1.电源单独作用时,将令一开关投向短路侧,不能将电压源短接置零. 2.1．根据实验所记录的波形及曲线，说明电容器充放电时电流电压变化规律及电路参数 的影 响。 答: 电容器充放电时电流电压变化规律都是指数曲线，曲线衰减快慢可以用电路的时间常数τ来表示,τ可以根据R 和计算，即C RC τ= ，若R 的单位为欧姆，C 的单位为法拉， 则τ的单位为秒。τ越大，过渡过程就越长。一般经过3～5τ的时间后，过渡过程趋于结束。
第1章 直流电路 习题参考答案 一、 填空题： 1. 任何一个完整的电路都必须有 电源 、 负载 和 中间环节 3个基本部分组成。具有单一电磁特性的电路元件称为 理想 电路元件，由它们组成的电路称为 电路模型 。电路的作用是对电能进行 传输 、 分配 和 转换 ；对电信号进行 传递 、 存储 和 处理 。 2. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是 电阻 元件；反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是 电感 元件；反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是 电容 元件，它们都是无源 二端 元件。 3. 电路有 通路 、 开路 和 短路 三种工作状态。当电路中电流0 R U I S 、端电压U ＝0时，此种状态称作 短路 ，这种情况下电源产生的功率全部消耗在 内阻 上。 4.从耗能的观点来讲，电阻元件为 耗能 元件；电感和电容元件为 储能 元件。 5. 电路图上标示的电流、电压方向称为 参考方向 ，假定某元件是负载时，该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为 关联参考 方向。 二、 判断题： 1. 理想电流源输出恒定的电流，其输出端电压由内电阻决定。 （错） 2. 电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。 （错） 3. 电压是产生电流的根本原因。因此电路中有电压必有电流。 （错） 4. 绝缘体两端的电压无论再高，都不可能通过电流。 （错） 三、选择题：（每小题2分，共30分） 1. 当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，即为假设该元件（A ）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，即为假设该元件（B ）功率。 A 、吸收； B 、发出。 2. 一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时，是指（ C ） A 、负载电阻增大； B 、负载电阻减小； C 、电源输出的电流增大。 3. 当电流源开路时，该电流源内部（ C ） A 、有电流，有功率损耗； B 、无电流，无功率损耗； C 、有电流，无功率损耗。 4. 某电阻元件的额定数据为“1K Ω、”，正常使用时允许流过的最大电流为（ A ） A 、50mA ； B 、； C 、250mA 。 四、计算题 已知电路如题所示，试计算a 、b 两端的电阻。
实验一 日光灯电路及功率因数的提高 一、实验目的 1. 了解日光灯的工作原理； 2. 了解提高功率因数的意义； 3. 掌握提高感性负载功率因数的方法。 二、实验原理说明 1、日光灯各元件的联接及其工作过程 日光灯结构如图1-1所示，K 闭合时，日光灯管不导电，全部电压加在启辉器两触片之间，使启辉器中氖气击穿，产生气体放电，此放电产生的一定热量使双金属片受热膨胀与固定片接通，于是有电流通过日光灯管的灯丝和镇流器。短时间后双金属片冷却收缩与固定片断开，电路中的电流突然减小；根据电磁感应定律，这时镇流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯管两端电压产生 400至 500V 高压，灯管气体电离，产生放电，日光灯点燃发亮。日光灯点燃后，灯管两端的电压降为100V 左右，这时由于镇流器的限流作用，灯管中电流不会过大。同时并联在灯管两端的启辉器，也因电压降低而不能放电，其触片保持断开状态。 2、功率因数提高的意义和方法 对于一个无源一端口网络，如图1-2所示，其所吸收的有功功率P=UIcos Φ其中 cos Φ 称为功率因数。要提高感性负载的功率因数，可以用并联电容器的办法，使流过电容器中的无功电流分量与感性负载中的无功电流分量互相补偿，以减小电压和电流之间的相位差，从而提高了功率因数。提高负载的功率因数有很大的经济意义，一方面它可以充分发挥电源设备的利用率，另一方面又可以减少输电线路上的功率损失，提高电能的传输效率。 图1-1 日光灯电路
三、实验设备 表1-1 实验仪器和设备 序号名称型号与规格 按表1-2并联电容C，令U=220V不变，将测试结果填入表1-2 中。
实验一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．掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。 3．学习检查、分析电路简单故障的能力。 二．原理说明 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，它们分别描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有ΣI ＝0。一般流出结点的电流取负号，流入结点的电流取正号；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ΣU ＝0，一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1-1所示。 图1-1 三．实验设备 1．直流数字电压表、直流数字电流表； 2．恒压源（双路0～30V可调）； 3．NEEL－003A组件。 四．实验内容 实验电路如图1-1所示，图中的电源U S1用恒压源I路0～＋30V可调电压输出端，并将输出电压调到＋6V，U S2用恒压源II路0～＋30V可调电压输出端，并将输出电压调到＋12V（以直流数字电压表读数为准）。开关S1 投向U S1 侧，开关S2 投向U S2 侧，开关S3 投向R3侧。 实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路结构，
掌握各开关的操作使用方法。 1．熟悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字电流表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字电流表的黑（负）接线端。 2．测量支路电流 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值。按规定：在结点A，电流表读数为‘＋’，表示电流流入结点，读数为‘－’，表示电流流出结点，然后根据图1-1中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表1-1中。 表1-1 支路电流数据 3．测量元件电压 用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值，将数据记入表1-2中。测量时电压表的红（正）接线端应插入被测电压参考方向的高电位端，黑（负）接线端插入被测电压参考方向的低电位端。 表1-2 各元件电压数据 五．实验注意事项 1．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。 2．防止电源两端碰线短路。 3．若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“＋、－”极性，倘若不换接极性，则电表指针可能反偏而损坏设备（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。 六．预习与思考题 1．根据图1－1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表2-2中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程； 2．在图1－1的电路中，A、D两结点的电流方程是否相同？为什么？ 3．在图1－1的电路中可以列几个电压方程？它们与绕行方向有无关系？ 4．实验中，若用指针万用表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？
《电工学》实验指导书
实验一 戴维宁定理 一、实验目的 1.加深对戴维宁定理的理解； 2.学习有源二端网络等效电动势和等效内阻的测量方法； 3.熟悉稳压电源、数字万用表的使用； 二、实验器材 1.数字万用表 一块 2.直流稳压电源 两台 3.电阻 若干只 4.导线 若干根 5.面包板 两块 三、实验原理简述 任何一个线性有源二端网络都可以用一个电动势为E 、内阻为R 0 的等效电压源代替。如图1-1所示。等效电压源的电动势E 就是有源二端网络的开路电压U OC ，如图1-2（a ）所示。等效电压源的内阻R O 就是有源二端网络除源后（有源二端网络变为无源二端网络）两端之间的等效电阻，如图1-2（b ）所示。除源是指将原有源二端网络内所有电源的作用视为零，即将理想电压源视为短路、理想电流源视为开路。 （a ）原电路 （b ）戴维宁等效电路 图1-1 戴维宁等效电路 （a ）开路电压 （b ）等效电阻 图1-2 等效量的求解 在电路分析中，若只需计算某一支路的电流和电压，应用戴维宁定理就十分方便。只要将该待求支路划出，其余电路变为一个有源二端网络，根据戴维宁定理将其等效为一个电压源，如图1-1（b ）所示。只要求出等效电压源的电动势E 和内阻R O ，则待求支路电流即为 L R R E I += 四、实验内容和步骤 1.实验电路连接及参数选择
实验电路如图1-3所示。由R1、R2 和R3 组成的T 型网络及直流电源U S 构成线性有源二端网络。可调电阻箱作为负载电阻R L。 图1-3 验证电路 在实验台上按图1-3所示电路选择电路各参数并连接电路。参数数值及单位填入表1-1中。 根据图1-3给出的电路及实验步骤1 所选择参数计算有源二端网络的开路电压U OC、短路电流I SC 及等效电阻R O 并记入表1-2中。 图1-4测开路电压U OC 图1-5 测短路电流I SC （1）开路电压U OC 可以采用电压表直接测量，如图1-4所示。 直接用万用表的电压档测量电路中有源二端网络端口（N-P）的开路电压U OC，见图1-4，结果记入表1-2中。 （2）等效内阻R O 的测量可以采用开路电压、短路电流法。 当二端网络内部有源时，测量二端网络的短路电流I SC，电路连接如图1-5 所示，计算等效电阻R O= U OC/ I SC，结果记入表1-2中。 表1-2 开路电压、短路电流及等效电阻R O 实验记录
哈哈、b两端电压测量的准确性。 电流表的内阻越小越好，以减小其上的电压，以保证a、b支路电流测量的准确性。 实验4 RLC串联交流电路的研究 七、实验报告要求及思考题 2列表整理实验数据，通过实验总结串联交流电路的特点。 答：当X L
电工与电子技术实验讲义
实验一 晶体管共射极单管放大电路 一、实验目的 （1）熟悉电子电路实验中常用的示波器、函数信号发生器的主要技术指标、性能及使用方法。 （2）掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 （3）学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 （4）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻* 、输出电阻* 的测试方法。 二、实验原理 图2-1为电阻分压式工作点稳定的共射极单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R F 和R E ，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号i u 后，在放大器的输出端便可得到一个与i u 相位相反、幅值被放大了的输出信号0u ，从而实现了电压放大。 图2-1 共射极单管放大器实验电路 在图2-1电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管V 的基极电流IB 时(一般5-10倍)， 则其静态工作点可用下式估算 )(E F C C CC CE F E BE B E R R R I U U R R U U I ++-=+-= 电压放大倍数 //(1)C L u be F R R A r R β β=-++ 输入电阻 be B B i r R R R ////21= 输出电阻 C R R ≈0 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。 在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据；在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质的放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。
第13章 电工测量 一、选择题 用准确度为2.5级，量程为30A的电流表在正常条件测得电路的电流为15A时，可能产生的最大绝对误差为（）。[华南理工大学研] A．±0.375 B．±0.05 C．±0.25P D．±0.75 【答案】±0.75 【解析】最大绝对误差为：y＝±2.5％×30＝±0.75。 二、填空题 1．有一低功率因数功率表的额定参数如下： cosψ＝0.2，Un－300V，In＝5A，αn＝150分格，今用此表测量一负载的消耗功率，读数为70分格，则该负载消耗的功率P ＝______。[华南理工大学研] 【答案】140W 【解析】功率表常数，该负载消耗的功率为：P＝70C＝70×2W＝140W。 2．用一只准确度为1.5级、量程为50V的电压表分别测量10V和40V电压，它们的最大相对误差分别是______和______。[华南理工大学研]
【答案】±7.5%；±1.875% 【解析】该电压表的基本误差：，所以在测量10V 的电压时，501.5%0.75V γ=±?=±最大相对误差为： ，在测量40V 的电压时，最大相对误差为：0.7510%100%7.5%1010 γγ±?=?=?=±100% 1.875% 40γ γ?=?=±3．用准确度为2.5级、量程为30A 的电流表在正常条件下测得电路的电流为15A 时，可能产生的最大绝对误差为______。[华南理工大学研] 【答案】±0.75 【解析】最大绝对误差为：y ＝±2.5％×30＝±0.75。 4．一磁电式电流表，当无分流器时，表头的满标值电流为5mA ，表头电阻为 2012。今欲使其量程（满标值）为1A ，问分流器的电阻应为 ______。[华南理工大学研] 【答案】0.1Ω 【解析】分流器电阻为：
第一章习题答案 A 选择题 （A ） （C ） （C ） （B ） （B ） （B ） （B ） （B ） （B ） （B ） （B ） （B ） (B) (B) (B) B 基本题 （1）略 （2）元件1和2为电源 ，元件3，4和5为负载 （3）（-560-540+600+320+180）*w=0 平衡 380/(2110/8+R)=8/110，所以R ≈Ω，W R =（8/110）2×≈20W 电阻R=U/I=6/50*310-=120Ω，应选者（a ）图. 解：220/（R1+315）=，得R1≈314Ω. ~ 220/（R2+315）=， 得R2≈0Ω. 并联R2前，I1=E/( 0R +2R e +1R )=220/（++10）≈. 并联R2后，I2=E/( 0R +2R e +1R ∥2R )≈50A. (2)并联R2前，U2=R1*I1=212V,U1=(2R e +1R )*I1=216V. 并联R2后，U2=(1R ∥2R )*I1=200V,U1=2R e +1R ∥2R =210V. (3)并联R2前，P=212*=. 并联R2后，P=200*50=10KW. I3=I1+I2=ｕA ，I4=I5-I3=，I6=I2+I4=ｕA. 因为电桥平衡，所以不管S 断开还是闭合 ab R =5R ∥（1R +3R ）∥（2R +4R ）=200Ω. 解： a U =1U =16V,b U =＜[(45+5) ≈]+45＞×16/＜[(45+5) ∥] ∥+45＞≈. c U = （45+5）∥×b U /总R ≈b U /10=，同理d R ≈c U /10=. ~ 解：当滑动端位于上端时，2U =（R1+RP ）1U /（R1+RP+R2）≈. 当滑动端位于下端时，2U =R2*1U /（R1+RP+R2）≈. 所以输出范围为
叠加原理的验证 一、实验目的 1． 验证叠加定理，加深对该定理的理解。 2． 掌握叠加原理的测定方法。 3． 加深对电流和电压参考方向的理解。 二、实验原理与说明 对于一个具有唯一解的线性电路，由几个独立电源共同作用所形成的各支路电流或电压，是各个独立电源分别单独作用时在各相应支路中形成的电流或电压的代数和。 图2-1所示实验电路中有一个电压源Us 及一个电流源Is 。 设Us 和Is 共同作用在电阻R 1上产生的电压、电流分别为U 1、I 1，在电阻R 2上产生的电压、电流分别为U 2、I 2，如图2-1(a)所示。为了验证叠加原理令电压源和电流源分别作用。当电压源Us 不作用，即Us=0时，在Us 处用短路线代替；当电流源Is 不作用，即Is=0时，在Is 处用开路代替；而电源内阻都必须保留在电路中。 （1） 设电压源Us 单独作用时（电源源支路开路）引起的电压、电流分别 为'1U 、' 2U 、'1I 、'2I ，如图2-1(b)所示。 （2） 设电流源单独作用时（电压源支路短路）引起的电压、电流分别为"1U 、 "2U 、"1I 、"2I ，如图2-1(c)所示。 这些电压、电流的参考方向均已在图中标明。验证叠加定理，即验证式（2-1）成立。
"1'11U U U += " 2'22U U U += "1'11I I I += 式（2-1） "2'22I I I += 四、实验内容 实验线路如图6-1所示，用TT-DG-003挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。 1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V 和6V ，接入U 1和U 2处。 2. 令U 1电源单独作用（将开关K 1投向U 1侧，开关K 2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表2-1。 2122
实验一电子仪器仪表使用一 【实验目的】 1. 学习正确使用数字万用表和直流稳压电源； 2.验证叠加原理及基尔霍夫定律； 3. 加深对线性电路中参考方向和实际方向以及电压、电流正负的认识。 【相关知识要点】 1.叠加原理：在任一线性网络中，多个激励同时作用的总响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。 叠加定理是线性电路普遍适用的基本定理，它是线性电路的重要性质之一。应用叠加定理可以把一个复杂电路分解成几个简单电路来研究，如图1.4.1所示，然后将这些简单电路的研究结果叠加，便可求得原来电路中的电流或电压。 图1.4.1叠加定理示意图 2. 基尔霍夫定律： 基尔荷夫电流定律(KCL):对任一节点,在任一时刻,所有各支路电流的代数和恒等于零。即: ∑I＝0 (若流入节点为正，则流出节点为负) 基尔荷夫电压定律(KVL):沿任一绕行回路,在任一时刻,所有支路或元件电压的代数和恒等于零。即: ∑U＝0 （若与绕行方向相同为正，则与绕行方向相反为负） 【预习与思考】 1. 掌握叠加原理、基尔霍夫定律等理论。 2. 计算图1.4.1中负载支路的电压U L、电流I L，将所得值记入表1.4.1中。 3. 叠加原理中，两个电源同时作用时在电路中所消耗的功率是否也等于两个电源单独作用时所消耗的功率之和？为什么？
【注意事项】 1.在使用万用表测量时，注意电压、电流、欧姆等档次的选择，切忌用电流档测电压（即与被测元件并联）。 2.一定要在电源断开的情况下，才能用万用表测电阻。 3. 在使用稳压电源时，只允许按下一个琴键按钮，切勿将几个选择按钮同时压下，使几组互相独立的电源并联在同一个电压表上，而将几个电源相互短路造成仪器的损坏。 4. 通电后，如U L等于零，可用电压表逐点测量电压的方法，找到故障点，分析判断是导线还是器件发生了故障，断电后，仔细检查、排除故障。 【实验设计及测试】 用数字万用表欧姆挡测试R1、R2、R3、R L，测试结果记人表1.4.1中，与标称值对照。 表1.4.1 R1R2R3R L 标称值100 200 200 300 测量值 调节稳压电源，使其一路电压源输出E1=6V，另一路电压源输出E2=9V，待用。 1. 叠加原理实验 （1）先将开关S I、S II拨向“2”侧，再按实验原理电路图1.4.2接线。 （2）测量下列三种情况下负载电阻的电压值U L，并将数据记入表1.4.1中 电源E1单独作用于电路（S I拨“1”，S II拨“2”），电源E2单独作用于电路的情况（S I 拨“2”，S II拨“1”），电源E1和E2同时作用于电路的情况（S I、S II都拨“1”）。 （3）测负载电流值I L：将万用表置于直流电流档“20mA”处并串入R L支路中（注意极性），分别在a、b、c步骤情况下，测得电流值I L，并将数据记入表1.4.2中。 图1.4.2叠加原理实验电路图 表1.4.2 U L/V I L/mA 计算值测 量值 误 差 计 算值 测 量值 误 差
实验1 常用电子仪器的使用 实验报告及思考题 1．总结如何正确使用双踪示波器、函数发生器等仪器,用示波器读取被测信号电压值、周期（频率）的方法。答：要正确使用示波器、函数发生器等仪器，必须要弄清楚这些仪器面板上的每个旋钮及按键的功能，按照正确的操作步骤进行操作． 用示波器读取电压时，先要根据示波器的灵敏度，知道屏幕上Y轴方向每一格所代表的电压值，再数出波形在Y轴上所占的总格数h，按公式计算出电压的有效值。 用示波器读取被测信号的周期及频率时，先要根据示波器的扫描速率，知道屏幕上X轴方向每一格所代表的时间，再数出波形在X轴上一个周期所占的格数d，按公式T= d ×ms/cm，，计算相应的周期和频率。 2.欲测量信号波形上任意两点间的电压应如何测量？答：先根据示波器的灵敏度，知道屏幕上Y轴方向每一格所代表的电压值，再数出任意两点间在垂直方向所占的格数，两者相乘即得所测电压。 3.被测信号参数与实验仪器技术指标之间有什么关系，如何根据实验要求选择仪器？
答：被测信号参数应在所用仪器规定的指标范围内，应按照所测参量选择相应的仪器。如示波器、函数发生器、直流或交流稳压电源、万用表、电压表、电流表等。 4.用示波器观察某信号波形时，要达到以下要求，应调节哪些旋纽？①波形清晰；②波形稳定；③改变所显示波形的周期数；④改变所显示波形的幅值。答：①通过调节聚焦旋钮可使波形更清晰。 ②通过配合调节电平、释抑旋钮可使波形稳定。 ③调节扫描速度旋钮。 ④调节灵敏度旋钮。 实验2 基尔霍夫定律和叠加原理的验证 七、实验报告要求及思考题 1．说明基尔霍夫定律和叠加原理的正确性。计算相对误差，并分析误差原因。 答：根据实验数据可得出结论：基尔霍夫定律和叠加原理是完全正确的。 实验中所得的误差的原因可能有以下几点：
下周三早晨三四节课实验有问题的同学到机电院练习实验，下面是考试注意事项和思考题答案，有问题或需要补充的地方希望大家及时指出，同时希望大家多提宝贵意见，好好复习，争取每个人都取的好成绩 实验六 注意事项: 一、电流源后方取电（电压可调节） 二、灯泡不亮时检查电路的步骤 1.调压未到220V 2.转动启辉器 3.用万用表测日光灯电阻丝及功率表电流线圈是否烧坏 4.换启辉器 思考题 1日光灯的启辉原理 带有启辉器的日光灯一般使用电感镇流器。启辉器在通电初期在动触头和静触头之间实现气体导电并且发热，热量促使动触头接触到静触头实现金属触头接触，这时温度降低，在动触头与静触头分离的瞬间镇流器电感的自感电动势的高压击穿了灯管内部气体，灯管开始辉光放电灯管的点燃过程完毕。灯管的压降低于启辉器的气体点燃电压所以启辉器不会反复起作用。 2日光灯上缺少启辉器时，常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，或用一只启辉器点亮多只同类型的日光灯，为啥 一根导线与启辉器的两端短接再迅速断开的过程与启辉器的作用是完全一样的。启辉器的功能是在短时间内接通日光灯两头灯丝的电流，灯丝发热使管内莹光粉导通后，启辉器便不工作等待下次启动。只要在开灯时短接启辉器插口内的两触片然后断开，就能起到启辉器的作用。 启辉器只是相当于一个开关，是利用断开时镇流器产生高压而点亮日光灯。灯管发亮要瞬间施加高压才行,启辉器就是只在启动时施加个高压,灯管亮了以后它就不工作了,所以可以拔下来去点亮别的同类型灯泡。 3为了提高电路的功率因数常在感性负载上并联电容器…… 总电流变小。感性元件上的电流和功率不变，因为并联上电容器后，有一部分电流在感性负荷与电容器之间来回流动，所以感性负荷上的电流没有任何减小，它的功率也不受任何影响。 4. 提高感性负载的功率因数为什么用并联电容器而不用串联电容器的方法…… 并联电容提高负载功率因数，串联电容器提高电压。 关于提高日光灯电路的功率因数，用并联电容的方法是可以补偿电感镇流器的无功损耗，从而提高负载功率因数。若在镇流器的前后串联电容，由于电感电容无功电压的抵消，将使日光灯上的电压严重超标，会对日光灯的寿命有极大的影响，严重时有可能发生谐振，电路电流剧烈增大而烧毁线路的。 并联的电容不是越大越好，适中即可。如果容量选择过大,则会出现过补偿现象。 实验七、八
第2章[练习与思考]答案 2.1.1 (a) 两个阻值相差很大的电阻串联，阻值小的电阻可忽略。 mA I 04.05000000 20 100050000020=≈+= (b) 两个阻值相差很大的电阻并联，阻值大的电阻可忽略。 mA I 210000 20 10100002050000 105000101000020=≈+≈+?+ = 2.1.2 由于电源电压通常不变，而电灯都是并联在电源上的，灯开得越多则相 当于并联电阻越多，总负载电阻就越小。 2.1.3 (a) Ω=++=ΩΩΩΩ6]0//()//[(3688R R R R R ab (b) Ω=+=ΩΩΩΩΩ5.3//]//()//[(7101044R R R R R R ab 2.1.4 标出电阻上电流方向如下图所示： 整理得： 由图可知：A I I I 1321===；A I 34= 2.1.5 2 1R R U I += 12111IR U R R R U =+= ； 22 12 2IR U R R R U =+=
(1) Ω=k R 302时， mA I 5.030 1020 =+= V IR U 511== ； V IR U 1522== (2) ∞→2R 时， 0=I ；01=U ； 02=U (3) Ω=k R 02时， mA I 210 20 == V IR U 2011== ； V IR U 022== 在电路通路时，电阻2R 上无电压无电流的情况是电阻2R 被短接，如下图所示： 2.1.6 (1) S 断开时： 滑动触点在a 点，V U 100= 滑动触点在b 点，V U 00= 滑动触点在c 点，V U R R R U 52 12 0=+= (2) S 闭合时： 滑动触点在a 点，V U 100= 滑动触点在b 点，V U 00= 滑动触点在c 点，V U R R R R R U L L 44.4////2120=+= 2.1.7 U R R R R R R U R R R R R U L P L L L ) //()(//////2222120+-=+=
电工从入门到精通 学习电工一点基础都没有从零做起是可以的，那么电工从入门到精通是怎么样的呢？ 电工应该知道并掌握以下这些内容：职业道德与安全生产法规的学习电工岗位职责，安全意识，电工常用工具的使用方法内外线电工专用工具常用电气图形符号电工基础、电流和电磁场对人体的作用，墙孔的錾打及木楔的安装 常用电工仪表的使用，分别有以下四个1万用表2兆欧表3钳形表4功率表 简易起重，搬运工具的使用，分别有以下三个1千斤顶2滑轮3绳扣 需要了解高压配电装置，低压电器（保护电器和开关电器）防触电安全技术、电气安全装置及电工安全用具 当然还有基础的常用照明灯具开关及扦座的安装，用电设备安全、电气测量和常用测量仪表的使用电气线路 之后还有晶体管的简易测试晶体二极管晶体三极管12伏5安整流稳压电源电路电路原理图电路安装 还有关于安全的电气防火防爆、电气防雷与防静电，触电事故与触电救护、电气安全管理掌握人身触电急救方法触电事故与电气安全技术变压器和电动机的安全运行知识，多多看书，想要更快的掌握知识可以参加培训。 南京宁鼓职业培训学校是经南京人力资源和社会保障局批准成立的职业培
训机构，是南京市特种作业人员培训机构。 南京市宁鼓职业培训学校位于南京市的人文、教育、经济核心区域——鼓楼区山西路。地理位置优越，交通便利，有通往城南、城北、城东、城西的多路公交线路直达。 南京宁鼓职业培训学校有着良好的教学培训支撑条件，既有适合小范围互动的小型多功能教室，又有适合百人以上公开课的大型报告厅。配备有现代化多媒体教学设施、设备，与大型企业及高校合作建有特种作业的实习基地。现下设有特种作业人员培训部，职业技能培训部，远程教育培训部。 新的时期，新的起点，南京宁鼓职业培训学校将不负社会各界的重托和厚望，秉承“客户至上，锐意进取”的经营理念为广大客户提供服务。
第16章集成运算放大器 本章要求 1. 了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。 2. 理解运算放大器的电压传输特性，掌握其基本分析方法。 3. 理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理，了解有源滤波器的工作原理。 4. 理解电压比较器的工作原理和应用。 本章重点 理想运放的传输特性、运放电路的分析方法。 本章难点 运放电路的分析方法。 教学方法 讲授法、演示法、练习法 教学手段 多媒体教学 教学时数 6学时 学时分配
16.1 集成运算放大器的简单介绍 前面讲述的是分立元件以及用分立元件组成的电路。本章讲述一种发展最早的集成电路－－集成运算放大器。 集成电路的问世标志了电子技术进入微电子学时代。按功能划分，可分为数字集成电路和模拟集成电路；按集成度划分，可分为小规模、中规模、大规模和超大规模集成电路。 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。 16.1.1 集成运算放大器的特点 特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸 A u o 高: 80dB~140dB 集成运放的符号： r id 高: 105 ~ 1011Ω r o 低: 几十Ω ~ 几百Ω K CMR 高: 70dB~130dB 16.1.2 电路的简单说明 外形及管脚的作用 2—反相输入端 3--同相输入端 6--输出端 4--正电源端 7--负电源端 1、5--接调零电位器 8--闲置端（NC ） 输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，都采用带恒流源的差放 。 中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。 输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。 16.1.3 主要参数 1. 最大输出电压 U OPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。 2. 开环差模电压增益 A u o 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 A u o 愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。 3. 输入失调电压 U IO 4. 输入失调电流 I IO 。愈小愈 好 5. 输入偏置电流 I IB 6. 共模输入电压范围 U ICM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。 16.1.4 理想运算放大器及其分析依据 u o u + u –
对学习电工学的一些认识和归纳 电工学是研究电工技术和电子技术的理论和应用的技术基础课程。电工和电子技术发展十分迅速，应用非常广泛，现代一切新的科学技术无不与电有着密切的关系。《电工学》是在《物理学》所阐述的电磁规律的基础上联系电工的工程 实际，是理工科非电专业本科生必修的一门重要的技术基础课程。 我现在学的课程，其内容密切联系实际应用，重视实验技能的训练，随着电工电子技术的发展和专业教学需要不断更新和改革。通过学习非电专业电工学，我觉得，对我们来说，学习该课程重在学习与应用，以下，是我对课本知识的理解和归纳。 第一章电路及其分析法 主要内容 1、电压电流的参考方向 2、电源的有载、开路和短路 3、基尔霍夫电压定律和电流定律 4、电路中电位的计算 5、电阻电路的等效变换 6、电压源和电流源等效变换 7、支路电流法、节点电压法 8、叠加原理、戴维宁定理 应掌握的： 1、识记：①电压电流的参考方向②基尔霍夫定律③电位④电阻串并联⑤ 两种实际电源等效变换⑥几种常用电路分析方法和电路定理 2、领会：①参考方向的关联与非关联②KVL和KCL ③电位的含义④等效 变换的实质、意义及其方法⑤支路电流法、节点电压法⑥叠加原理、 戴维南定理 3、应用：①根据参考方向计算电路元件的功率 ②利用欧姆定律和基尔霍夫定律列写电路方程 ③利用电位和电压的关系计算电位或电压
④利用等效变换的方法化简复杂电路 ⑤利用常用电路分析方法列写电路方程并求解 ⑥利用电路定理化简并求解电路 第二章正弦交流电路 主要内容 1、正弦量的三要素、正弦量的相量表示法 2、电阻、电容和电感的欧姆定律相量形式 3、电阻、电容和电感的阻抗及其串并联电路 4、交流电路的串联谐振、并联谐振及频率特性 5、功率因数的提高 6、三相电压电流 7、负载星形联结的三相电路 8、负载三角形联结的三相电路 9、三相功率 10、非正弦周期量的平均值、有效值、平均功率 应掌握的： 1、识记：①正弦电压电流②R、L、C元件的欧姆定律及阻抗表示③非正弦周 期量的分解④线电压、线电流⑤相电压、相电流 2、领会：①正弦量和相量的关系、正弦量的相量表示法 ②常用电路分析方法和电路定理在正弦交流电路中的应用 ③串联谐振、并联谐振以及交流电路频率特性 ④交流电路中的功率、功率因数提高的方法 ⑤非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率 ⑥线、相电压和线、相电流的关系 ⑦三相四线制中线的作用 3、应用：①用相量表示正弦量，用相量图法分析计算电路 ②正弦交流电路阻抗的计算 ③用相量形式的欧姆定律、基尔霍夫定律、叠加原理、戴维宁定律以 及常用电路分析方法，分析和计算复杂的正弦交流电路 ④利用电路谐振的条件分析计算电路问题 ⑤功率因数提高的实际应用问题分析 ⑥非正弦周期信号的平均值、有效值计算 ⑦利用三相电压电流关系计算三相负载的电压或电流： ⑧利用三相电压电流关系计算三相负载的功率
篇一：电工学实验报告 物教101 实验一电路基本测量 一、实验目的 1. 学习并掌握常用直流仪表的使用方法。 2. 掌握测量直流元件参数的基本方法。 3. 掌握实验仪器的原理及使用方法。二、实验原理和内容 1.如图所示，设定三条支路电流i1,i2,i3的参考方向。 2.分别将两个直流电压源接入电路中us1和us2的位置。 3.按表格中的参数调节电压源的输出电压，用数字万用表测量表格中的各个电压，然后与计算值作比较。 4.对所得结果做小结。三、实验电路图 四、实验结果计算 参数表格与实验测出的数据 us1=12v us2=10v 实验二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．掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法； 3．学习检查、分析电路简单故障的能力。二、原理说明 基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，它们分别用来描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有∑i ＝0，一般流出结点的电流取正号，流入结点的电流取负号；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∑u ＝0，一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。三、实验设备 1．直流数字电压表、直流数字毫安表。 2．可调压源（ⅰ、ⅱ均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两个配置0～30v可调。）3．实验组件（含实验电路）。四、实验内容 实验电路如图所示，图中的电源us1用可调电压源中的＋12v输出端，us2用0～＋30v可调电压+10v输出端，并将输出电压调到＋12v（以直流数字电压表读数为准）。实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的i1、i2、i3所示，并熟悉线路结构。 1．熟悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字毫安表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑（负）接线端。 2．测量支路电流 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值。按规定：在结点a，电流表读数为‘＋’，表示电流流出结点，读数为‘－’，表示电流流入结点，然后根据中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表中。 3．测量元件电压 用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值，将数据记入表中。测量时电压表的红接线端应被插入被测电压参考方向的高电位端，黑接线端插下被测电压参考方向的低电位端。五、实验数据处理 验证基尔霍夫定律篇二：电工学实验答案 实验1 常用电子仪器的使用 七、实验报告及思考题
实验四线性电路叠加性和齐次性验证 表4—１实验数据一(开关S3 投向R3侧) 测量项目实验内容U S1 (V) U S2 (V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) U AB (V) U CD (V) U AD (V) U DE (V) U FA (V) U S1单独作用120 U S2单独作用0-6 U S1, U S2共同作用12-6 2U S2单独作用0-12 3 测量项目实验内容U S1 (V) U S2 (V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) U AB (V) U CD (V) U AD (V) U DE (V) U FA (V) U S1单独作用120 U S2单独作用0-6 U S1, U S2共同作用12-6 2U S2单独作用0-12 S1S2S1S2 直接短接？ 答: U S1电源单独作用时，将开关S1投向U S1侧，开关S2投向短路侧； U S2电源单独作用时，将开关S1投向短路侧，开关S2投向U S2侧。 不可以直接短接，会烧坏电压源。 2．实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性还成立吗？为什么？ 答：不成立。二极管是非线性元件，叠加性不适用于非线性电路（由实验数据二可知）。 实验五电压源、电流源及其电源等效变换 表5－1 电压源（恒压源）外特性数据 R2(Ω 470400 300 200 100 0 I (mA U (V R2(Ω 470400 300 200 100 0 I (mA U (V 表5－3 理想电流源与实际电流源外特性数据 R2(Ω)470 400 300 200 100 0 R S=∞ U (V)0 R S=1KΩI (mA) U (V)0 U(V)I(mA)图5-4（a）
电工学实验教程答案 【篇一：电工实验报告思考题答案(1)】 叠加原理实验中，要令u1、u2分别单独作用，应如何操作？可否直 接将不作用的电源（u1或u2）短接置零？ 在叠加原理中，当某个电源单独作用时，另一个不作用的电压源处 理为短路，做实验时，也就是不接这个电压源，而在电压源的位置 上用导线短接就可以了。 思考题二、实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原 理的迭加性与齐次性还成立吗?为什么？ 电阻器与二极管不能替换使用。电阻器是双通器件，二极管是单通 器件，当二极管两端电压低于二极管启动电压，二极管的电阻是无 限大的，当二极管单通运用，二极管的电阻又是非常小的。 当然不成立，有了二极管就不是线性系统了，但可能在一定范围内 保持近似线性，从而叠加性与齐次性近似成立。如果误差足够小， 就可以看成是成立。 实验三 思考题一（1）ul和ud的代数和为什么大于u?（2）并联电容器后，总功率p是否变化？为什么？三相负载根据什么条件作星形或者三 角形连接？ （1）因为他们的方向不同，是向量相加，三角形关系。（2）并联 电容器后，会产生无功功率，总规律会变大。在感性负载中并联一 定大小容量的电容，才可使电源（如变压器等）的视在功率减少。 纯电阻电路中不减反增。三相负载根据负载设计的额度电压和实际 的电源电压决定星形或三角形连接。 比如负载额定电压220v，电源额定电压380v，就接成星形连接， 这时负载获得220v电压。 比如负载额定电压220v，电源额定电压220v，就接成角形连接， 这时负载获得220v电压。 比如负载额定电压380v，电源额定电压380v，就接成角形连接， 这时负载获得380v电压。 思考题二、复习三相交流电路有关内容，是分析三相星形连接不对 称负载在无中线情况下。当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？