电工实验基本知识与基本测量

电工实验基本知识与基本测量

第一部分  实验指导书(本实验2学时)
1. 实验目的
（1） 学习实验室规章制度和安全用电知识；
（2） 熟悉实验室供电情况；
（3） 通过对电阻、电压、电流的测量，熟悉并掌握万用表和直流稳压电源的使用方法；
（4） 验证KCL、KVL；
 （5） 验证叠加定理；
 （6） 进一步理解电压、电流参考方向（正方向）的意义。
2. 实验器材与设备
    实验线路板、直流电压表、直流电流表、万用表、直流稳压电源等。
   3. 实验内容与要求    
（1） 验证KCL、KVL、叠加定理的实验参考线路见图1-1。
    （2） 接线前，用万用表Ω档测量各电阻值，并与标称值对照验证；

图1-1  实验参考线路图
     （3） 按实验线路〔见图1-1b〕接线，将直流稳压电源按要求调整到所需值，断电后接入电路；
 （4） 检查电路连接无误后，通电并按实验目的要求进行各项测量与验证
      1） 测量各支路电流，验证KCL；
      2） 测量两网孔内各段电压，验证KVL；
       3） 测量US1、US2共同作用时所选支路（例如可选R3支路作负载）的电压和电流, 再分别将US1、US2置零，测各电源单独作用下时所选支路电压和电流，验证叠加定理。   
4. 预习要求
（1） 复习KCL、KVL；复习叠加定理。
    （2） 复习有关参考方向的意义方面的内容；
（3） 实验前到实验室进行调研。了解实验设备及各仪表型号及使用方法，抄录实验
设备上与本实验有关的参数（如确定R1、R2、R3、R4、R5及US1、US2值）。
（4） 绘制电路图，对电路进行计算并写出实验预习报告，应包含如下内容：
1） 各支路电压、电流参考方向的设定，标出实验所用电路的电阻值和电源电压值；
     2） 各支路电流、电压、回路电压的计算；
 3） 选取1条支路按叠加定理计算该支路电流；
 4） 设计并列出实验计算表格，填写计算数据；
      5） 设计并列出实验测试数据表格，备用。（计算表格和测试数据表格可以合二为一，以便对照。）示例见表1-1、表1-2，其余自行设计。 

  表1-1  KCL验证

	I1	I2	I3	结点a:  ∑I=I1+I2 -I3
计算值/mA
测量值/mA

表1-2  叠加定理验证

条件	US1、US2共同作用	US1单独作用	US2单独作用	(计算) 叠加
计算值/mA	I3 =	I3ˊ=	I3" =	I3ˊ + I3" =
测量值/mA	I3 =	I3ˊ=	I3" =	I3ˊ + I3" =

 
 5. 实验注意事项
    （1） 注意各仪表的量程和使用方法。
    （2） 注意“方向”。
    6. 实验报告要求
   （1） 计算所测各电阻的相对误差；
   （2） 用具体数据分析说明如何验证KCL和KVL；
   （3） 用具体数据分析说明如何验证叠加定理。
 7. 思考题
  （1）如何用万用表测量电阻?在线测量会产生什么问题？电路带电时测量又会产生什么问题？
  （2） 如何把万用表所测电压或电流的数值的正负与参考方向（正方向）联系起来？
 （3） 数字万用表最高位显示“1”（电压、电流或电阻档）表示什么意思？
      （4） 使用万用表和直流稳压电源应注意什么事项？
      （5） 如何验证KCL、KVL和叠加定理？
（6） 你记住了实验规则中哪几个重要条文？
第二部分  学生预习指导
1．实验前1周，安排学生预习实验。学生预习的主要内容：
（1）详细阅读实验指导书，了解实验目的、内容和要求；阅读附录中有关仪表的使用知识；
（2）在开放实验室的时间到实验室调研，了解实验设备和仪器；
（3）抄录实验线路图和电路参数；
（4）做预习报告（和实验报告是同一份报告，要求用标准实验报告纸）。预习报告主要内容：
a.实验名称、实验目的；b.实验线路和参数；c.实验步骤；d.设计实验表格（指导书中只给了部分提示表格，需要自己完成所有实验必需的表格。每个表格至少应有计算值、测量值等栏目。）；e.完成所有应该在实验前必须的对电路的计算，并把计算值填入到相应表格中。以便和实验测量值相对照。
第三部分  实验指导
1． 第一次实验需要讲解实验室规则和实验注意事项，主要有：
（1）实验前应该完成的预习内容必须完成，凡未完成的，一律不准参加实验；
（2）到实验室必须带实验预习报告和实验指导书，以及必要的文具；
（3）养成良好的风气，遵守纪律，按时进入实验室，迟到者不准进入实验室。迟到两次以上实验成绩按零分计。
（4）遵守操作规程，注意人身安全和设备安全；
（5）爱护实验设备和仪器，小心使用，实验中既动手又动脑。如因违反操作规程造成仪器、设备损坏，按照学院规定赔偿。
（6）实验每人一组，独立在规定的时间内完成。
（7）实验中把实验测量数据先记在草稿纸上（不要直接写在预习报告上，以免有错误，造成涂改）；如果发现测量值与计算值的偏差比较大，需要找出偏差原因。
（8）实验结束时不要急于拆除实验线路，要把实验数据交给实验指导老师审阅，无误后再拆除线路。整理实验台，搞好实验室卫生。
（9）实验结束时认真填写实验日志（每个实验台一本，按规定栏目填写）。
（10）实验后，认真完成实验报告。实验报告不是简单的实验记录，应该有根据实验情况的数据分析、说明，应该有实验心得、体会和实验结论，以及完成实验指导书中要求完成的思考题。
2．指导教师介绍实验设备和安全用电知识。
3．指导教师简明扼要地介绍仪器仪表的使用知识。本次实验介绍：直流电压表、电流表、万用表的使用方法和使用注意事项。
4．学生开始实验时教师逐个检查实验预习报告完成情况，并在报告的“预习”栏内给出预习成绩。
5．指导学生正确进行实验，正确使用仪器仪表。主要注意事项：
a.直流电流表要串接在电路中，若与负载并联，就会烧表（万用表直流电流档与之相同）。若指针正向偏转，则电流由＋接线柱（红表笔）流入，此即参考方向。b.电压表要并联于被测电路。参考方向就是由＋（红表笔）为高电位端。c.要注意量程，如果事先不知道测量范围，则从最高量程选用，度数若偏小，再逐渐减小量程。d.用万用表测量电阻时，必须断开被测电路，在线则无法测量。若带电测量则会烧表。e.直流稳压电源要注意输出的正负极，输出端不准短路。
6．对于完成实验的学生，仔细检查数据是否准确，指导学生分析误差原因。
7．在学生完成实验，并填写了实验日志后，当时给出操作成绩。操作成绩依据以下情况给出：
a.接线是否有误；b.仪表使用是否正确；c.操作是否规范；d.数据的精确度；e.独立完成情况；f.时间受否超时。