《电路基础实验》PPT课件.ppt

电 路 基 础 实 验,北方交通大学电工电子教学基地,第一单元 课程介绍与基础知识,课程内容,学习方法,课程介绍,返回,课程介绍与基础知识,课程安排,课程介绍,本课是一门电子技术基础入门课程，主要介绍从理论到实践的必备基础知识和学习实验基本操作方法及基本电子技术技能。开设目的是为了学习、了解把所学理论知识如何过渡到应用的过程、方法，以便为后续实践教学环节及今后工作工作打下必要的基础。,1)开设目的:,返回,课程介绍与基础知识,课程安排,实验安排：每人一组，按选定的时间到实验室上课。课程介绍：24学时（1.5学分)，周学时2，必修课。考核方式：平时操作60%，实验报告20%，考试20%。教材：电路基础实验导航,返回,课程介绍与基础知识,第2周 教学安排与要求，课程介绍，熟悉仪器。第3周 自行安排第4周 实验一磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪 表认知第5周 国庆节放假第6周 实验二直流电路的设计,课程内容,返回,课程介绍与基础知识,课程介绍与基础知识,课程内容,第7周 实验三 电源等效研究 第8周 实验四 交流电路参数测量的设计第9周 实验五 日光灯及功率因数提高的电路设计 第10周 实验六 谐振电路应用设计,返回,课程介绍与基础知识,课程内容,第11周 实验七 三相对称交流电路 第12周 实验八 三相交流电路（3学时）第13周 实验九 三相有功功率、无功功率的测量第14周 实验十 RC一阶电路的响应测试 第15周 选做实验,返回,学习方法与要求,1.课前主动预习；2.课上积极操作勤思考；3.课后认真总结撰写实验报告；4.自学为主，指导为辅。,学 习 方 法,返回,课程介绍与基础知识,1.不缺勤迟到。2.课前认真编写预习报告。3.课上脑勤手勤，善于发现问题及解决问题。4.课后认真总结，写出内容详实丰富的实验报告，每个实验写一份实验报告。5.自觉遵守课堂纪律及实验室规章制度,养成良好的工作作风和操作习惯。,上 课 要 求,学习方法与要求,返回,课程介绍与基础知识,电路基础实验室开放时间,一,三,开放时间：周一至周五8:0012:00,14:0017:30 19:0021:00，周六、日晚间休息。,课程介绍与基础知识,实验基础知识,本章简要介绍实验课的开设意义、任务、特点及学习方法。对预习、实验、总结三个阶段作出了明确分工并提出了要求。,返回,课程介绍与基础知识,1.本课的特点及相关课程之间的联系与区别；2.制订有效的适合自己的学习方法；3.明确学习目的，指定学习目标。本章内容对全课的学习有指导意义，并以自学为主。,主 要 掌 握,返回,课程介绍与基础知识,一、实验前要认真理解题目，熟悉预备知识，设计实验过程，完成设计报告。在设计报告中应明确实验目的、实验原理图及实验步骤。二、列出实验用仪器设备、了解实验中所用仪器设备性能，简单叙述其在实验中的作用。三、认真记录实验数据，标明物理量及其单位，记录表格整齐，采集数据点选择合理。四、仔细观察、认真思考实验现象和规律，应用理论知识理解现象的发生、发展过程，积极与教师共同讨论未知问题。,设计型实验的要求,返回,课程介绍与基础知识,五、遵守实验室规则和实验时间安排，爱护实验仪器和设备，注意安全用电。六、认真完成实验报告。实验报告应包括以下几项内容：1.实验目的与内容2.实验电路设计3.实验仪器设备4.实验数据记录5.数据处理与分析6.结论与体会,设计型实验的要求,返回,课程介绍与基础知识,实验1 磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表认知,一、实验目的1、熟悉磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表。2、掌握各类系仪表的工作原理和使用方法。二、实验任务1、学习磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表的结构及工作原理。2、学习磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表的使用方法和测量范围。3、简单设计电路，学习各仪表在电路中的接线和测量。,误差应用,返回,实验内容,三、预习与实验报告要求1、预习各系仪表的工作原理、使用方法和测量范围。2、画出各表在电路中的接线图，给出测量值。3、总结各系仪表的使用方法及应用范围。4、完成实验报告，要求：列表，整理实验数据。总结各系仪表测量范围。回答思考题。四、思考题1、磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表哪类适合测量直流电路哪类适合测量交流电路？2、电流表和电压表及功率表在电路中如何连接？测量时仪表的极性接反，对测量值和仪表有什么影响？,返回,实验1 磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表认知,实验2 直流电路的设计,一、实验目的1 验证基尔霍夫定律，加深对KCL、KVL的理解。2 验证叠加原理，加深对线性叠加的理解。3 验证戴维南定理，进一步理解戴维宁等效电路的测量方法。4 加深理解电压、电流参考方向（正方向）的意义。5 学习使用直流电流表、直流电压表、直流稳压电源以及电流源、万用表。二、实验任务1 设计电路的结构和电路元件的参数，测量几组电流、电压值，验证基尔霍夫定律，选择所须仪表设备。2 设计电路的结构和电路元件的参数，测量几组电流、电压值，验证叠加原理，选择所须仪表设备。3 设计电路的结构和电路元件的参数，研究有源二端网络的开路电压和等效内阻的测定方法。验证戴维宁定理，选择所须仪表设备。要求针对戴维宁等效电路和原电路的外特性做一比较。4 提高性设计要求：在电路中至少含有一个受控源。,返回,三、预习与实验报告要求预习基尔霍夫定律、叠加原理和戴维宁定理。设计电路结构，计算电路元件参数的理论值。到实验室调研，了解实验台的基本使用，学习直流电流表、直流电压表、直流稳压电源以及电流源、万用表的使用方法。完成实验报告，要求：1)列表，整理实验数据。2)总结戴维宁等效内阻的测量方法和等效的含义。用测量值验证基尔霍夫定律、叠加定理和戴维宁定理，并与理论值比较，分析误差产生的原因。回答思考题。,返回,实验2 直流电路的设计,实验3 电源等效研究,一、实验目的1、熟悉电流源与电压源的外特性。2、掌握电压源与电流源等效变换的条件。二、实验任务1、自行设计电压源电路结构和电路元件的参数，选择所需设备仪表。通过改变负载电阻，测量35组电流、电压数据。2、根据等效变换的条件。按计算结果连接等效电流源。通过改变负载电阻，测量35组电流、电压数据。,实验3 电源等效研究,三、预习与实验报告要求1、复习电压源与电流源的有关内容。2、计算电压源变换为电流源时的理论数值，并与实验测量的数据进行比较。3、分析测量误差的原因。4、实验中的实验技能有何提高？是否遇到故障，如何处理？5、完成实验报告，要求：1）列表，整理实验数据。2）总结电源等效变换的条件；分别画出电压源和电流源外特性，并对其进行分析。3）回答思考题。,实验3 电源等效研究,四、思考题:1、理想电流源与理想电压源能否等效变换？2、电压源两端并联电流源或电阻，对外电路的电流电压是否有影响？电流源串联电压源或电阻，对外电路的电流电压是否有影响？,实验4 交流电路参数测量的设计,一、实验目的1、学习用交流电表测量电路参数的方法。2、掌握功率表的接法和使用。二、实验任务（一）基本要求1、自行设计交流测量电路，明确实验所需的元器件和测量仪表。2.、测出电路的电阻和电抗值（测量时多测几组数据，取平均值。）3、掌握功率表的接法和使用。（二）提高要求1、如果测量电路中既有电感，也有电容，其阻抗性质不易判断，请设计用何方法进行测试？,实验4 交流电路参数测量的设计,三、预习与实验报告要求1、复习交流电路阻抗、功率因数、感抗和容抗等概念；2、熟悉功率表的接法和使用。3、完成实验报告，要求：1)根据实验数据，完成各项计算。2)将测量值与理论值进行比较，并进行误差分析。3)总结功率表与自耦调压器的使用方法。4)回答思考题四、思考题1、在50Hz的交流电路中，测得铁心线圈的P、I和U，如何计算其阻值和电感值？,实验5 日光灯及功率因数提高的电路设计,一、实验目的1、掌握正弦交流电路中电压、电流的相量关系。2、了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。3、学习提高功率因数的方法。4、掌握交流电压表、交流电流表、功率表和功率因数表的使用。,二、实验任务1、给出日光灯的等效电路。2、画出日光灯的测量电路，选择所须仪表设备。3、在日光灯工作时，要求测量日光灯电路电流、电源电压、灯管电压、镇流器电压以及功率、功率因数。4、要求将上述电路的功率因数提高到0.95，请设计出电路和电路元件的参数。再分别测量日光灯电路电流、电源电压、灯管电压、镇流器电压以及功率、功率因数。5、选做。测量日光灯的起步电压和熄灯电压。,实验5 日光灯及功率因数提高的电路设计,三、预习与实验报告要求1、预习日光灯的工作原理。2、到实验室调研，了解实验台的基本使用，学习交流电压表、交流电流表、功率表和功率因数表的接线和使用方法。3、预习有关功率因数提高的方法。4、完成实验报告，要求：1)列表，整理实验数据。2)画出日光灯的等效电路，计算相关的电路元件的参数。3)总结功率因数提高的方法，画出相关电路，并说明原理。4)回答思考题。5)分析日光灯的起步电压和熄灯电压（选做）。,实验5 日光灯及功率因数提高的电路设计,四、思考题1、日光灯是如何启动的？2、为什么要提高功率因数？如何提高？3、分析功率因数变化对负载的影响。4、若将功率因数由COS1提高到COS2，补偿量应是多少?,实验6 谐振电路应用设计,一、实验目的1、了解RLC串联电路的频率特性及求取通用谐振曲线的方法。2、研究电路参数对谐振特性的影响。3、用实验方法找出电路的谐振频率，并求出电路的品质因数。,二、实验任务1、寻找谐振频率自行设计谐振电路，准确地寻找谐振点。注意：在寻找谐振频率的过程中，要保证电源的输出电压不变。2、测定该电路的频率特性，将测量数据记入自拟的数据表格中，并画出UC-f、UL-f、UR-f 和I-f的RLC串联电路谐振曲线。3、改变电路参数中的电阻R，重复任务2的内容，比较在不同品质因数下，谐振曲线的不同。4、变电路参数中的电容C，重复任务1的内容。,实验6 谐振电路应用设计,三、预习与实验报告要求1、预习时计算谐振频率fo、品质因数Q理论值。2、完成实验报告，要求：1）将实验任务2和实验任务3的UR和f数据换算为I/IO和f/fo(标么值)，分别作为纵坐标、横纵坐标，其中IO及fo分别为谐振时的电流值和频率值。画出它们的通用谐振曲线于同一坐标轴，并比较分析之。2）回答思考题四、思考题1、在实际测定谐振曲线中，谐振时是否有UR=U（电源电压）和UL=UC关系？若此两个等式不成立，试分析其原因。2、通过这次实验，你在实验技能方面有哪些收获？,实验7 三相对称交流电路,一、实验目的1.掌握三相负载的Y、联接的方法，验证这两种接法的线、相电压，线、相电流之间的关系。2.充分理解三相四线供电系统中中线的作用。3.掌握用一功率表法、二功率表法测量三相有功功率和无功功率的方法。二、实验任务1、设计三相交流对称负载为Y、Y0时的电路，选择所需仪表设备。测量负载对称时电流、电压和有功功率。2、设计三相交流对称负载为时的电路，选择所需仪表设备。测量负载对称时电流、电压和有功功率。3、选做。当三相三线交流对称负载（容性和感性）时，用单相有功功率表采用三表跨相法测量三相无功功率,实验7 三相对称交流电路,三、预习与实验报告要求1、预习三相交流电路有关知识。2、预习三相交流电路功率的基本概念，和功率测量的有关知识。3、完成实验报告，要求：1)列表，整理实验数据。2)根据实验数据，总结三相交流电路电流电压的相线关系。3)分析三相对称负载时的中线作用。4)计算三相有功功率和无功功率。5)回答思考题。四、思考题 1)在三相四线制供电系统中，中性线的作用是什么？负载对称时可不接中线吗？2)分析三表跨相法测量三相无功功率的理论依据。,实验8 三相交流电路（3学时）,二、实验任务1、设计三相交流负载为Y、Y0和时的电路，选择所须仪表设备。2、测量对称负载为Y联接时各线、相电压及电流和有功功率，并测量Y0联接时的中线电流。3、测量对称负载为联接时各线、相电压及电流和有功功率。4、测量不对称负载为Y0联接时各线、相电压及电流和有功功率，并测量中线电流。5、测量不对称负载为Y联接时各线、相电压及电流和有功功率，并测量中性点电压。6、选做。当三相三线交流对称负载（容性和感性）时，用单相有功功率表采用三表跨相法测量三相无功功率。,实验8 三相交流电路（3学时）,三、预习与实验报告要求1、预习三相交流电路有关知识。2、预习功率的测量（“二表法”、“三表法”）。3、预习所须仪表的接线及使用方法。4、完成实验报告，要求：1)列表，整理实验数据。2)总结Y和联接时的电压与电流的相线关系。3)分析负载不对称时中线电流和中性点电压产生的原因。4)计算三相有功功率和无功功率。5)回答思考题。四、思考题1、“二表法”、“三表法”各适用什么接线形式？2、测量无功功率时，功率表接线应注意什么？,实验9 三相有功功率、无功功率的测量,一、实验目的1、学习采用“二表法”和“三表法”测量功率的方法。2、学习单相有功功率表的使用及其测量三相电路有功功率、无功功率的方法。二、实验任务1、自行设计对称及不对称三相交流电路接线，画出接线图，选择所需设备。2、测量有功功率，可采用“二表法”和“三表法”测量。注意：“二表法”和“三表法”的适用范围。3、无功功率，采用“二表差值法”和“跨相法”测量，或行设计其他测量方法。注意：“二表差值法”和“跨相法”的适用范围。,实验9 三相有功功率、无功功率的测量,三、预习与实验报告要求1、预习功率的测量方法。2、预习功率表接线和使用方法。3、根据三相有功功率、无功功率计算视在功率。4、总结功率表的测量方法，分析“二表法”和“三表法”的特点。四、思考题1、用单相有功功率表测量无功功率时应注意什么？2、“二表法”为何不可以测量三相四线电路的有功功率？,实验10 RC一阶电路的响应测试,一、实验目的1、测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。2、学习电路时间常数的测定方法。3、掌握有关微分电路和积分电路的概念。4、进一步学会使用示波器。二、实验任务1、设计RC一阶电路的零状态、零输入响应电路，明确实验所需的元器件和测量仪表。2、测量出零状态、零输入时的电容电压及电阻电压的波形。3、测量时间常数。4、观察与测量微分电路和积分电路的响应，并对输入和输出波形进行比较。,实验10 RC一阶电路的响应测试,三、预习与实验报告要求1、到实验室调研，了解示波器的基本使用，要求熟悉各旋钮、按键的功能，并掌握使用SS-7802示波器测量时间的方法。2、复习RC电路的零状态响应及RC微分电路、RC积分电路。3)完成实验报告，要求：1)根据实验数据，各项计算。2)说明时间常数的测量方法3)回答思考题。,实验10 RC一阶电路的响应测试,四、思考题1、什么样的电信号可作为RC一阶电路零输入响应、零状态响应和完全响应的激励信号？2、根据值的物理意义，拟定测定的方案。3、何谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？它们在方 波序列脉冲的激励下，其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功用？4、详述测量RC一阶电路的时间常数的方法（包括示波器的操作）。,实验11 单相铁心变压器特性的测试,一、实验目的1、确定变压器绕组的同极性端。2、掌握变压器的空载特性与外特性曲线。二、实验任务1、用交流法判别变压器绕组的极性。2、设计变压器空载实验的测量电路，给出变压器的空载特性曲线。计算变压器的变比。3、设计变压器外特性的测量电路，要求测量出负载变化时的电压、电流和功率值，并绘制变压器的外特性曲线。计算变压器的电压调整率。,实验11 单相铁心变压器特性的测试,三、预习和实验报告要求1、到实验室调研，了解实验台的基本使用。2、预习交流法判别极性的方法。3、熟悉变压器变比的概念。4、理解变压器的空载运行及空载电流的测定方法。5、理解变压器的负载运行及外特性的获得方法。6、完成实验报告，要求：1)总结变压器判别极性的方法。2)根据测量数据，计算变压器空载时的电压比和满载时的电流比，并与理论值比较。3)绘制变压器的空载特性和外特性曲线。4)回答思考题。,实验11 单相铁心变压器特性的测试,四、思考题1、变压器能否变换直流电压？为什么？如果把数值上等于额定电压的直流电压加在变压器绕组上,会产生什么后果?2、进行变压器空载实验时，通常在哪一侧进行测量？为什么？实验中应注意什么问题？3、变压器负载运行时,当I2增大,I1为什么随着增大?为什么副边电压随负载大小而变化?,实验12 小功率变压器实验,一、实验目的1、掌握小型变压器的工作原理。2、掌握变压器的运行特点。二、实验任务1、设计测量方案，确定原、副绕组的同名端。2、设计接线方案，进行变压器的空载和短路实验。并在1.20.5UN的范围内测取U0、I0、P0，共取67组数据；在0.51.1IN的范围内测取UK、IK、PK，共取45组数据。3、接入负载，进行变压器负载实验。测取U2、I2共取45组数据。,实验12 小功率变压器实验,三、预习与实验报告要求1、到实验室调研，了解实验台的基本使用。2、预习小功率变压器的工作原理。3、预习小功率变压器的运行特性。4、完成实验报告，要求：1)判断出同名端。2)根据实验数据，计算出变压器的变比。3)绘出空载特性曲线，计算激磁参数。4)绘出短路特性曲线，计算短路参数。5)回答思考题。,实验13 异步电动机的接线、运行及参数测量,一、实验目的1、熟悉异步电动机的接线。2、掌握异步电动机的运行特性。3、了解异步电动机的参数测量。二、实验任务1、设计三相异步电动机的负载运行接线图，画出接线图，并选择所须仪器仪表。2、按照接线图进行负载测验，使电动机在fn、Un下，改变负载，使负载在（0.25-1.25）Pn测56点，包括三相电压、三相电流、输入功率、转差率（转速）,实验13 异步电动机的接线、运行及参数测量,三、预习和实验要求1、到实验室调研，了解实验台的基本使用。2、预习异步电机的运行特性。3、完成试验报告，要求：1）设计记录表格，画出电动机工作特性曲线P1，I1，M2，S，COS，=f(P2)。2）回答思考题。四、思考题1、电动机有哪些转矩？2、如果将电动机三相定子绕组的始末端互换，再接在电源上能否正常工作？,实验14 异步电动机的继电接触器控制,一、实验目的1、了解接触器、热继电器、按钮等控制电器的结构和使用方法。2、掌握异步电动机的基本控制电路。3、熟悉基本保护电路及原理特点，学习电路故障排除的分析方法。二、实验任务1、设计并组装异步电动机的点动控制和连续控制电路。要求设计出主电路和控制电路，选择合适的保护元件，组装后实际运行。2、设计并组装异步电动机的正反转控制电路。要求设计出主电路和控制电路，并实现过流保护、短路保护和失压保护，组装后实际运行。3、设计并组装异步电动机的Y 降压起动控制电路。要求设计出主电路和控制电路，选择合适的保护元件，组装后实际运行。？,实验14 异步电动机的继电接触器控制,三、预习和实验报告要求1、到实验室调研，了解实验台的基本使用。2、熟悉鼠笼式异步电动机的Y形和形的接线。3、熟悉异步电动机的点动控制和连续控制电路原理。4、熟悉异步电动机的旋转原理和旋转方向同电流相序之间的关系。5、熟悉异步电动机的正反转控制电路的基本原理。6、熟悉异步电动机的Y 降压起动控制电路的基本原理。7、完成实验报告，要求：1)绘制异步电动机的点动控制和连续控制电路。2)绘制异步电动机的正反转控制电路。3)绘制异步电动机的Y 降压起动控制电路。4)回答思考题。,实验14 异步电动机的继电接触器控制,四、思考题1、说明异步电动机的点动控制和连续控制电路中各元件和触点的作用。2、说明异步电动机的正反转控制电路中，哪些辅助触点起自锁和联锁作用。3、用Y 降压起动时，对电动机有何要求？,综合实验1 简易十字路口交通管理系统设计（学时）,一、实验目的培养PLC控制系统的设计和实验能力。二、实验要求设计一个东西南北十字路口交通信号灯的控制装置，使两方向的车辆运行如下：（）东西方向通行，南北方向禁止通行（东西方向的绿灯亮，南北方向的红灯亮）。（）东西方向停车（东西方向停车线以外的车辆禁止通行，停车线以内的车辆通过），南北方向仍然禁止通行（东西方向的黄灯亮，南北方向的绿灯亮）。,综合实验1 简易十字路口交通管理系统设计（学时）,（）东西方向禁止通行，南北方向通行（东西方向的红灯亮，南北方向的绿灯亮）。（）东西方向仍然禁止通行，南北方向停车（东西方向的红灯亮，南北方向的黄灯亮）。之后又返回（）循环。设各段的历时时间如下：（）历时分钟；（）历时秒；（）历时分钟；（）历时秒。三、要求画出实验电路并组成电路予以验证。,综合实验2 电机的控制电路设计（学时）,一、实验目的（）掌握PLC断续自动控制电路的设计方法（）练习电力拖动自动控制的PLC电路二、实验要求（）设计一个电机正反转电路，写出程序，并上机校验。（）设计一个Y起动电路，写出程序，并上机校验。（）设计一个两地控制电路，写出程序，并上机校验。三、要求画出实验电路并组成电路予以验证。,