電工實驗基本知識與基本測量

第一部分  實驗指導書(本實驗2學時)
1. 實驗目的
（1） 學習實驗室規章制度和安全用電知識；
（2） 熟悉實驗室供電情況；
（3） 通過對電阻、電壓、電流的測量，熟悉并掌握萬用表和直流穩壓電源的使用方法；
（4） 驗證KCL、KVL；
 （5） 驗證疊加定理；
 （6） 進一步理解電壓、電流參考方向（正方向）的意義。
2. 實驗器材與設備
    實驗線路板、直流電壓表、直流電流表、萬用表、直流穩壓電源等。
   3. 實驗內容與要求    
（1） 驗證KCL、KVL、疊加定理的實驗參考線路見圖1-1。
    （2） 接線前，用萬用表Ω檔測量各電阻值，并與標稱值對照驗證；

圖1-1  實驗參考線路圖
     （3） 按實驗線路〔見圖1-1b〕接線，將直流穩壓電源按要求調整到所需值，斷電后接入電路；
 （4） 檢查電路連接無誤后，通電并按實驗目的要求進行各項測量與驗證
      1） 測量各支路電流，驗證KCL；
      2） 測量兩網孔內各段電壓，驗證KVL；
       3） 測量US1、US2共同作用時所選支路（例如可選R3支路作負載）的電壓和電流, 再分別將US1、US2置零，測各電源單獨作用下時所選支路電壓和電流，驗證疊加定理。   
4. 預習要求
（1） 復習KCL、KVL；復習疊加定理。
    （2） 復習有關參考方向的意義方面的內容；
（3） 實驗前到實驗室進行調研。了解實驗設備及各儀表型號及使用方法，抄錄實驗
設備上與本實驗有關的參數（如確定R1、R2、R3、R4、R5及US1、US2值）。
（4） 繪制電路圖，對電路進行計算并寫出實驗預習報告，應包含如下內容：
1） 各支路電壓、電流參考方向的設定，標出實驗所用電路的電阻值和電源電壓值；
     2） 各支路電流、電壓、回路電壓的計算；
 3） 選取1條支路按疊加定理計算該支路電流；
 4） 設計并列出實驗計算表格，填寫計算數據；
      5） 設計并列出實驗測試數據表格，備用。（計算表格和測試數據表格可以合二為一，以便對照。）示例見表1-1、表1-2，其余自行設計。 

  表1-1  KCL驗證

表1-2  疊加定理驗證

 
 5. 實驗注意事項
    （1） 注意各儀表的量程和使用方法。
    （2） 注意“方向”。
    6. 實驗報告要求
   （1） 計算所測各電阻的相對誤差；
   （2） 用具體數據分析說明如何驗證KCL和KVL；
   （3） 用具體數據分析說明如何驗證疊加定理。
 7. 思考題
  （1）如何用萬用表測量電阻?在線測量會產生什么問題？電路帶電時測量又會產生什么問題？
  （2） 如何把萬用表所測電壓或電流的數值的正負與參考方向（正方向）聯系起來？
 （3） 數字萬用表最高位顯示“1”（電壓、電流或電阻檔）表示什么意思？
      （4） 使用萬用表和直流穩壓電源應注意什么事項？
      （5） 如何驗證KCL、KVL和疊加定理？
（6） 你記住了實驗規則中哪幾個重要條文？
第二部分  學生預習指導
1．實驗前1周，安排學生預習實驗。學生預習的主要內容：
（1）詳細閱讀實驗指導書，了解實驗目的、內容和要求；閱讀附錄中有關儀表的使用知識；
（2）在開放實驗室的時間到實驗室調研，了解實驗設備和儀器；
（3）抄錄實驗線路圖和電路參數；
（4）做預習報告（和實驗報告是同一份報告，要求用標準實驗報告紙）。預習報告主要內容：
a.實驗名稱、實驗目的；b.實驗線路和參數；c.實驗步驟；d.設計實驗表格（指導書中只給了部分提示表格，需要自己完成所有實驗必需的表格。每個表格至少應有計算值、測量值等欄目。）；e.完成所有應該在實驗前必須的對電路的計算，并把計算值填入到相應表格中。以便和實驗測量值相對照。
第三部分  實驗指導
1． 第一次實驗需要講解實驗室規則和實驗注意事項，主要有：
（1）實驗前應該完成的預習內容必須完成，凡未完成的，一律不準參加實驗；
（2）到實驗室必須帶實驗預習報告和實驗指導書，以及必要的文具；
（3）養成良好的風氣，遵守紀律，按時進入實驗室，遲到者不準進入實驗室。遲到兩次以上實驗成績按零分計。
（4）遵守操作規程，注意人身安全和設備安全；
（5）愛護實驗設備和儀器，小心使用，實驗中既動手又動腦。如因違反操作規程造成儀器、設備損壞，按照學院規定賠償。
（6）實驗每人一組，獨立在規定的時間內完成。
（7）實驗中把實驗測量數據先記在草稿紙上（不要直接寫在預習報告上，以免有錯誤，造成涂改）；如果發現測量值與計算值的偏差比較大，需要找出偏差原因。
（8）實驗結束時不要急于拆除實驗線路，要把實驗數據交給實驗指導老師審閱，無誤后再拆除線路。整理實驗臺，搞好實驗室衛生。
（9）實驗結束時認真填寫實驗日志（每個實驗臺一本，按規定欄目填寫）。
（10）實驗后，認真完成實驗報告。實驗報告不是簡單的實驗記錄，應該有根據實驗情況的數據分析、說明，應該有實驗心得、體會和實驗結論，以及完成實驗指導書中要求完成的思考題。
2．指導教師介紹實驗設備和安全用電知識。
3．指導教師簡明扼要地介紹儀器儀表的使用知識。本次實驗介紹：直流電壓表、電流表、萬用表的使用方法和使用注意事項。
4．學生開始實驗時教師逐個檢查實驗預習報告完成情況，并在報告的“預習”欄內給出預習成績。
5．指導學生正確進行實驗，正確使用儀器儀表。主要注意事項：
a.直流電流表要串接在電路中，若與負載并聯，就會燒表（萬用表直流電流檔與之相同）。若指針正向偏轉，則電流由＋接線柱（紅表筆）流入，此即參考方向。b.電壓表要并聯于被測電路。參考方向就是由＋（紅表筆）為高電位端。c.要注意量程，如果事先不知道測量范圍，則從最高量程選用，度數若偏小，再逐漸減小量程。d.用萬用表測量電阻時，必須斷開被測電路，在線則無法測量。若帶電測量則會燒表。e.直流穩壓電源要注意輸出的正負極，輸出端不準短路。
6．對于完成實驗的學生，仔細檢查數據是否準確，指導學生分析誤差原因。
7．在學生完成實驗，并填寫了實驗日志后，當時給出操作成績。操作成績依據以下情況給出：
a.接線是否有誤；b.儀表使用是否正確；c.操作是否規范；d.數據的精確度；e.獨立完成情況；f.時間受否超時。