电工实验指导书

《电工技术》实验指导书王戬编写机械建筑学院2011年 8月1前言《电工技术》是非电专业的技术基础课程，具有基础性、应用性和先进性。

目前，电工学知识的应用极为广泛，日益渗透到其他领域以促其发展，在我国经济建设中占有重要的地位。

本课程的主要作用与任务是：使学生通过本课程的学习，获得电工学必备的理论知识，了解它的应用，为学习后续课程以及从事有关的工程技术工作和科学研究工作打下一定的基础。

电工技术主要由电路、电机与继电-接触器控制、电工测量和安全用电四部分构成，主要介绍电路的基本定律、分析方法、正弦交流电路、非正弦交流电路、三相电路、电路的暂态分析、交流电动机、继电接触器控制系统、安全用电等；学生能够系统地掌握电工学的基本概念、基本定律、基本理论和基本分析方法，从而逐步培养学生的分析问题、解决问题的能力。

本实验指导书适用于机械设计制造及其自动化本科专业。

2实验要求1、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。

预习要求如下：1）认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算。

2）按要求预习各实验中指定的内容。

2）熟悉实验任务。

3）复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。

2、使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。

3、实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。

4、实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。

找出原因、排除故障，经指导教师同意再继续实验。

5、实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。

6、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果（数据波形、现象）。

所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。

7、实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。

8、实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。

3实验一：电路焊接及万用表使用实验实验学时：2实验类型：综合一、实验目的 1. 熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。

2. 基本掌握手工电烙铁的焊接技术。

3. 掌握万用表的使用方法。

二、实验设备电工实验台万用表电烙铁。

三、实验材料螺丝刀、镊子、松香和锡、多功能电路板、导线等。

四、实习内容（一）讲解焊接的操作方法和注意事项。

准备好要焊接的元件并刮干净元件支脚表面的氧化层(可用小刀或砂纸来去除氧化层)，将电烙铁通电2～3分钟后，沾松香挂锡，然后先将元件支脚上一层松香，接着镀上一层焊锡，最后将元件焊到电路中。

在焊接时，烙铁头挂锡量不能太多，太多要抖掉一些，同时烙铁头要沾点松香或焊点处要有松香，这样才能焊碍牢。

一般焊接时间不要超过5秒，以免烫坏元件，每个焊点焊完后要静止几秒钟，待焊点自然凝固后才能搬弄元件。

（二）练习焊接。

1.建立基本单元电路，会根据原理图正确安装焊接。

2.元件焊点平滑光亮、均匀、无毛刺、直径在2mm（根据情况）以内。

3.焊接手法快速、无虚焊假焊脱焊堆焊等现象。

4.无焊接时烧坏元件的现象。

5.元气件的拆焊迅速，会进行集成电路的拆焊操作。

6.器件弯脚插接、布局符合要求.（三）万用表的使用。

“万用表”是万用电表的简称，它能测量电流、电压、电阻的大小或方向，还可粗略地测量三极管的放大倍数等，是修理电器的一个重要工具。

掌握万用表正确、灵活使用方法是检修电子设备的技术基础之一。

万用表是比较精密的仪表，如果使用不当，就会造成测量不准确或损坏万用表。

但是，只要掌握了万用表的使用方法和注意事项，万用表就能经久耐用。

1．在使用万用表进行测量之前，必须仔细检查开关钮，如量程开关是否置于适当的位置。

需特别注意：切不可用电流档来测量电压，否则会把万用表烧坏。

为了保证测量精度，测量之前需保证万用表指针在静止时处于表盘刻度左端零位；若不在零位，应用螺丝刀调整机械调零旋钮，使之处于零位。

2．测量直流电压和直流电流时，切不可将表笔正负极性接错，如果发现测量时表针逆时针方向旋转，应立即调换表笔，以免损坏指针和表头。

3．在测量前若不能估计被测电压或电流的大小，应先用最高电压或电流档进行测量，而后再回拨到合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。

选择的档位愈靠近被测值，测量的数值就越准确。

转换开关在变换档位时，切不可带电操作，以免大电流或高电压烧坏转换开关的触点。

4．测量电阻时，不要用手触及元件裸体两端或表笔的金属部分，以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。

5．测量电阻时，每次变换电阻档的量程范围都必须进行零欧姆校准。

若将两支表笔短接，“Ω”4调零旋钮旋至最大，指针仍达不到零欧姆处时，则表明表内电池电压不足，应换上新电池后才能使用。

6．万用表不用时，不要把表开关置于电阻档，以防止两表笔相碰在一起，时间长后将电池电力耗尽。

不用时建议将量程开关置于交流电压最大量程的档位。

7．用万用表测量高内阻电路的电压时，读数要比实际值小一些，这是因为万用表内阻较低，测量时并入电路产生分流作用而影响测量精度。

五、思考题1. 电工手工焊接常用工具有哪些？2. 使用万用表有哪些注意事项？56 实验二：直流电路实验实验学时：2实验类型：验证 一、实验目的1. 熟悉电工实验台的布局和使用。

2. 学习直流电压表、直流电流表的使用方法。

3. 学习直流稳压电源的使用方法和量程的使用。

4. 学习电路的接线方法。

5. 学习验证基尔霍夫定律和叠加定理的方法。

二、仪器设备1．TPE —DG2电路分析实验箱 1台2．MF －10 型万用表或数字万用表 各1台 三、预习内容：1. 基尔霍夫定律（上篇 1.6 节）2. 叠加定理（上篇 1.8 节） 四、实验内容：1. 实验台的布局和使用电源控制屏 直流实验电路模块2.实验步骤（1）按实验电路原理图接线其中：R1 = 510 ΩR2 = 1 k ΩR3 = 510 Ω（2）将开关S1 和S2 合向电源端（两各电源共同作用）测各部分电压和电流，记录实验数据。

实验条件：U S1= 6 V，U S2= 12 V。

由实验数据表格验证基尔霍夫定律。

（3）用开关控制电源分别作用于电路中实验条件：U S1= 12 V，U S2= 6 V，测各部分电压和电流，记录实验数据。

由实验数据表格验证叠加定理（4）将电路中的电阻R1 改用二极管代替，重复步骤37五、实验注意事项1. 稳压电源输出端不允许短路。

2. 注意正确选择仪表的量程。

3. 断电接线拆线。

六、问题讨论1. 简述直流电压表和直流电流表的使用注意事项和量程选择方法。

2.分析两个定律（定理）的验证结果，分析产生误差的原因。

3．请回答问题：1）你是如何通过电流表的串入，测试并理解参考方向这一概念的？2）在验证戴维南定理的实验中，如果线性二端网络的内阻和你所用的万用电表内阻接近，还能用实验原理中讲述的方法测量Req吗？又应该如何得到Req的测量值？8实验三：交流电路实验实验学时：2实验类型：综合一、实验目的1．学习交流电压表、交流电流表与功率表的使用和量程选择方法。

2．掌握日光灯电路的工作原理和接线方法。

3．理解正弦交流电路中电压、电流的相量关系。

4．学习电感性电路提高功率因数的方法。

二、实验设备电工实验台万用表交流电路实验箱三、实验材料四、实习内容1．听取教师讲解下述内容：(1)日光灯电路的工作原理。

(2)交流电压表、交流电流表与功率表的使用方法和量程选择。

(3)实验所需电路元件介绍。

2．串联交流电路实验(1)按图接好电路，经指导教师检查同意后，将电容开关Sl～S5全部断开，合上断路器Q，点亮日光灯。

(2)测量电路的总电压U、灯管电压U1。

和镇流器电压U2。

、电流I、总有功功率P、灯管功率P1和镇流器功率P2，记录在表一中。

(3)讨论串联交流电路中总电压U与各部分电压U1和U2的关系与直流电路有何不同?(4)分析串联交流电路中总有功功率P与各部分功率P1和P2的关系：(5)计算出电路的视在功率S和无功功率Q，填入表一中。

表一93．并联交流电路实验(1)合上电容开关S1，接通电容C1，测量U、I、I f、I c、总有功功率P、日光灯支路功率P f，、电容支路功率P c。

表二(2)讨论并联交流电路中总电流I，与各部分电流I1、Ic的关系与直流电路有何不同?(3)分析并联交流电路中总有功功率P与各部分功率P f和P c之间的关系，说明P c为什么近似等于零?(4)计算出S和Q，填入表二中。

4．提高电路功率因数实验(1)逐个合上电容开关S l～S5，调节电容值，观察电路总电流I的变化。

选择I最小时的电容值，测量这时的U、I、I f、I c 、P记录在表中。

(2)测取大于和小于上述电容值的各一组数据记录于表中(其中一组数据可以用上表二中的数据，同时将表一中的数据填入C=0一栏中)。

表三(3)计算出功率因数λ，填入表三中。

分析电感性负载提高功率因数的方法和原因，并说明是否并联的电容越大，电路的功率因数越高。

(4)分析C值不同时，各部分电流I、I f、I c和功率P是否变化?怎样变化?五、思考题1．交流电压表和交流电流表的使用注意事项和量程选择。

2．功率表的使用注意事项和量程选择。

10实验四：继电器-接触器控制实验实验学时：2实验类型：综合一、实验目的1、了解交流接触器、热继电器、时间继电器、行程开关和按钮的结构及其在控制电路中的应用。

2、学习异步电动机基本控制电路的联接。

3、学习用万用表检查控制电路的方法，初步培养分析和排除故障的能力。

4、学习根据生产机械的工艺要求，设计主电路和和控制电路。

二、实验仪器和设备三相异步电动机、交流接触器（2个，线圈电压380V）、热继电器、行程开关、交流时间继电器、按钮3个、万用表。

三、实验要求1、读懂异步电动机直接起动和正反转控制电路的工作原理，说明哪些辅助触点起自锁或联锁作用。

2、如何用万用表判断交流接触器的线圈、动合（常开）触点及动断（常闭）触点？3、交流接触器线圈的额定电压为380V，若将两个接触器的线圈串联后接到交流380V电源上，会产生什么后果，为什么？4、读懂两台电动机顺序起动控制电路的工作原理。

5、根据实验原理和设计要求3、4中生产机械的要求和控制电路的设计方法，自行设计主电路和控制电路。

四、实验报告要求1、在使用电动机、电器之前，先要查阅其铭牌数据，这是为什么？2、通过实验，总结用万用表检查控制电路的方法。

3、画出经实验验证后的工作台运动的主电路和控制电路。

4、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?11。