電路原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
第一章實(shí)驗(yàn)規(guī)則、技能與安全
1.1 實(shí)驗(yàn)室規(guī)則
電路原理實(shí)驗(yàn)是教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究的場(chǎng)所。為培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是、理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)作風(fēng)和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,為確保人身和設(shè)備安全,確實(shí)做到安全第一,進(jìn)室人員必須遵守下列規(guī)則:
(1)實(shí)驗(yàn)課必須按時(shí)到達(dá),不得遲到或無(wú)故離開(kāi);因上述原因出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)事故,責(zé)任自負(fù)。
(2)操作前必須充分做好預(yù)習(xí),明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康、?nèi)容、方法、步驟和應(yīng)注意的問(wèn)題。
(3)愛(ài)護(hù)儀表、儀器、設(shè)備、未搞清使用方法之前,不得隨意動(dòng)用。使用時(shí)應(yīng)輕拿輕放,擺放合理,以確保操作安全,便于操作、觀察和測(cè)量。
(4)嚴(yán)禁帶電進(jìn)行拆改接線等操作。接好線后,必須經(jīng)老師和有關(guān)人員檢查并允許,才能合閘。
(5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程要養(yǎng)成手始終不觸及任何帶電金屬部分而只摸拿絕緣部分的習(xí)慣,以防意外觸電。也不要隨便動(dòng)用與本次實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的儀器、儀表、設(shè)備等。
(6)實(shí)驗(yàn)中要隨時(shí)注意異,F(xiàn)象的觀察。如果發(fā)生故障,必須立即斷開(kāi)電源,保留現(xiàn)場(chǎng),并報(bào)告有關(guān)人員進(jìn)行檢查處理。
(7)要始終保持實(shí)驗(yàn)室安靜和整潔,不得在室內(nèi)吸煙、吃零食、扒桌子、串座位、喧嘩、打鬧或隨意走動(dòng),不經(jīng)允許室內(nèi)物品不得帶出。
(8)對(duì)違反操作規(guī)定以及損壞儀器、儀表、設(shè)備、工具和元器件者應(yīng)檢查原因。對(duì)情節(jié)嚴(yán)重者,除對(duì)其批評(píng)教育,停止實(shí)驗(yàn)外,還要按學(xué)校有關(guān)規(guī)定進(jìn)行賠償。
(9)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)先斷開(kāi)各儀器電源開(kāi)關(guān),再斷開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱上電源開(kāi)關(guān),把實(shí)驗(yàn)所用儀器、
儀表、設(shè)備、導(dǎo)線、座凳等歸位,整理就緒,清掃后經(jīng)允許才能離開(kāi)。
1.2 實(shí)驗(yàn)順序
實(shí)驗(yàn)程序一般分為實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)階段。
一、實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)階段
實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行和達(dá)到預(yù)期效果,取決于認(rèn)真預(yù)習(xí)和充分準(zhǔn)備,尤其是思想準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)科技人才能力、素質(zhì)的必經(jīng)之路,一定要認(rèn)真對(duì)待。從第一個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始就要嚴(yán)格要求自己,不僅能認(rèn)真按要求去做,而且從學(xué)會(huì)測(cè)量方法及儀器、儀表、設(shè)備的正確使用做起,能真正學(xué)會(huì)解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題,逐漸培養(yǎng)自己學(xué)以致用的能力。因此課前預(yù)習(xí)一定要做到:
(1)必須認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)和復(fù)習(xí)有關(guān)理論,查閱有關(guān)數(shù)據(jù),明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑷蝿?wù),徹底弄清實(shí)驗(yàn)原理、具體內(nèi)容和要解決的問(wèn)題,需觀察什么現(xiàn)象,測(cè)量哪些數(shù)據(jù),明確采用的方法和正確的操作步驟等。
(2)盡可能熟悉儀器、儀表、設(shè)備的工作原理和技術(shù)性能、額定指標(biāo)和主要特性,以及正確使用的方法和條件,牢記使用當(dāng)中應(yīng)注意的問(wèn)題。
(3)準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)待測(cè)數(shù)據(jù)的記錄表格、記錄與計(jì)算工具,并預(yù)先計(jì)算出待測(cè)量的數(shù)值范圍。
這些數(shù)值范圍既可作為儀表量程、儀器參數(shù)選擇的依據(jù),又可作為實(shí)驗(yàn)中隨時(shí)與測(cè)量值進(jìn)行比較和分析的依據(jù)。
(4)實(shí)驗(yàn)小組要預(yù)先討論、商量并進(jìn)行合理分工。每個(gè)成員都要牢記實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意和要解決的問(wèn)題,以及可能出現(xiàn)的現(xiàn)象,自己應(yīng)負(fù)的責(zé)任等,做到心中有數(shù),實(shí)驗(yàn)中才可能密切配合,達(dá)到事半功倍的效果。
二、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)階段
實(shí)驗(yàn)是對(duì)每位同學(xué)綜合能力的培養(yǎng)和考驗(yàn)。聰明人能利用每一個(gè)可能利用的條件來(lái)充實(shí)、鍛煉、提高自己,而糊涂人則把來(lái)之不易的條件白白扔掉。聰明人寧可重做三遍,也不去抄取別人的數(shù)據(jù)和結(jié)論,而糊涂人以輕取別人的數(shù)據(jù)和結(jié)論為"便宜",浪費(fèi)自己的時(shí)間,走過(guò)場(chǎng),聰明人每次都踏踏實(shí)實(shí)的去做、去測(cè),收獲永遠(yuǎn)是自己的,糊涂人毫不吝惜地扔掉了不該扔掉的,造成自己的損失。
希望每位同學(xué)從第一個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始就養(yǎng)成只要干一件事,就盡量把它徹底干好,不僅會(huì)測(cè)了、會(huì)用了、會(huì)算了,更要知道為什么要這樣測(cè)、這么用、這么算。多問(wèn)幾個(gè)為什么(問(wèn)自己、問(wèn)老師、問(wèn)書(shū)本),遇到問(wèn)題多想一些辦法,多出一些主意,處處體現(xiàn)出分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的水平和能力,使每次實(shí)驗(yàn)都確有收獲。
實(shí)驗(yàn)階段具體步驟:
(1)實(shí)驗(yàn)操作前要認(rèn)真聽(tīng)老師講具體要求,即實(shí)驗(yàn)中要看的,用的、測(cè)的、算的,要干的都是什么?又怎樣去看、去用、去測(cè)、去算?實(shí)際操作步驟、方法、條件是什么?理論根據(jù)又是什么?怎樣解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題?怎樣能保證安全?注意事項(xiàng)是什么?這些都清楚了,再進(jìn)行具體操作。對(duì)于沒(méi)聽(tīng)清弄懂的事項(xiàng)要及時(shí)發(fā)問(wèn),千萬(wàn)不要不懂就操作,造成不應(yīng)該發(fā)生的意外和損失。
(2)實(shí)驗(yàn)操作和測(cè)量過(guò)程中應(yīng)做到以下幾點(diǎn):
1)做好測(cè)量前的各種準(zhǔn)備工作。首先一一核對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的儀器、儀表和設(shè)備,核對(duì)實(shí)驗(yàn)單元等的名稱、規(guī)格、型號(hào),以及檢查它們的外表有否損壞。然后按正確使用要求,合理擺放整齊,使之既便于操作又便于觀察、測(cè)量和讀數(shù),而又不相互影響。選擇各表量程,調(diào)好機(jī)械零位。各種電源保證從0起調(diào)。各儀器旋鈕放在合適的起始位置后,再接通示波器、電子管毫伏表等有源器件的工作電源,進(jìn)行預(yù)熱。
2)按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求進(jìn)行電路參數(shù)選擇、核對(duì)和電路的正確連接,接好線后要先經(jīng)自查無(wú)誤,再請(qǐng)教師復(fù)查,經(jīng)同意后才能接通電源。
3)接通電路電源的同時(shí)一定要注意觀察各表計(jì)和設(shè)備等的指示規(guī)律是否正常,有否反轉(zhuǎn)、過(guò)量程,有否冒煙、發(fā)熱,有無(wú)產(chǎn)生焦味、異常聲響。如有異常立刻斷電檢查,待異常排除后再重新合電源。
4)測(cè)量讀數(shù)時(shí)要看準(zhǔn)各表計(jì)指針?biāo)父駭?shù),表計(jì)滿量程時(shí)的示值到底是多少,表顯示值的數(shù)量和單位一定要搞清楚、記清,并按要求逐項(xiàng)進(jìn)行測(cè)量和記錄,尤其是關(guān)鍵數(shù),特殊點(diǎn)、拐點(diǎn)的數(shù)值一定要測(cè)準(zhǔn)記清。
(3)實(shí)驗(yàn)課收尾工作。完成全部規(guī)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后,首先斷開(kāi)各帶電部分電源,再認(rèn)真檢查實(shí)驗(yàn)記錄的項(xiàng)目、數(shù)量、單位是否正確,與預(yù)算值是否相符,有無(wú)漏洞,需畫(huà)曲線的點(diǎn)是否選擇合理,關(guān)鍵點(diǎn)、拐點(diǎn)是否測(cè)準(zhǔn),是否都符合規(guī)律。經(jīng)自查計(jì)算、分析認(rèn)為正確無(wú)誤,再請(qǐng)老師復(fù)查和在原始記錄上簽字通過(guò)后,先關(guān)掉各工作電源和實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的總電源、方可進(jìn)行拆線,記錄各實(shí)驗(yàn)儀器、儀表、設(shè)備的名稱型號(hào)、量程、編號(hào),把桌面和座位等整理歸位,經(jīng)老師驗(yàn)收后方可離開(kāi)。對(duì)于沒(méi)有客觀原因的錯(cuò)誤測(cè)量和數(shù)據(jù)記錄,應(yīng)該重測(cè)。
三、編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告階段
實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)工作的全面總結(jié),是分析和提高的重要階段。用確切簡(jiǎn)明的形式,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果完整、真實(shí)地表達(dá)出來(lái),對(duì)實(shí)驗(yàn)工作總結(jié)、經(jīng)驗(yàn)交流、科研成果推廣、學(xué)術(shù)評(píng)議起著至關(guān)重要的作用。科技工作者、教師、工程技術(shù)人員、大專學(xué)生能否寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告,也是體現(xiàn)其基本功和科研能力的一個(gè)重要方面,為此要注意下列要點(diǎn):
(1)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫(xiě)。要求文理通順、簡(jiǎn)明扼要、字跡端正、圖表清晰、分析合理(包括數(shù)據(jù)整理、結(jié)果分析、誤差估計(jì)等)、結(jié)論正確。書(shū)寫(xiě)格式要規(guī)范化,需使用統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙。編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí),對(duì)于統(tǒng)一要求以外的部分,應(yīng)按每個(gè)實(shí)驗(yàn)的"實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求"進(jìn)行補(bǔ)充。
(2)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的曲線。圖要畫(huà)在預(yù)定位置或坐標(biāo)紙上,選取比例要適當(dāng),坐標(biāo)軸要注明單位,繪圖時(shí)關(guān)鍵點(diǎn)、拐點(diǎn)和特征點(diǎn)一定要繪出,還要盡量使繪出的曲線光滑均勻。
(3)實(shí)驗(yàn)中的故障記錄。實(shí)驗(yàn)中如果發(fā)生故障,應(yīng)在報(bào)告中寫(xiě)明故障現(xiàn)象,分析產(chǎn)生故障的原因,以及排除故障采取的措施和方法等。
(4)實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式。參見(jiàn)本書(shū)的"實(shí)驗(yàn)報(bào)告"。
1.3 實(shí)驗(yàn)中要養(yǎng)成良好的作風(fēng)和習(xí)慣
作風(fēng)和習(xí)慣的好壞是事情成功與否的前提和關(guān)鍵,進(jìn)行試驗(yàn)也是如此。所以要想真正做好試驗(yàn)并確有提高和收獲,必須養(yǎng)成以下的良好作風(fēng)和習(xí)慣:
(1)拉合電源要與合作者打招呼。養(yǎng)成對(duì)個(gè)人和他人安全絕對(duì)負(fù)責(zé)的習(xí)慣。試驗(yàn)時(shí)要養(yǎng)成手不亂摸亂碰和始終只摸拿絕緣部分的習(xí)慣。
(2)連接線路要做到心中有圖。要養(yǎng)成背圖接線的習(xí)慣,電路圖記不清,背不下來(lái),先不進(jìn)行連接。根除未看懂、對(duì)不上號(hào)就盲目胡亂接線的不良作風(fēng)和習(xí)慣。
(3)接線后要及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)。養(yǎng)成接線后隨時(shí)拿開(kāi)多余導(dǎo)線、導(dǎo)體,及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)和認(rèn)真進(jìn)行自查、互查,不放過(guò)任何可疑點(diǎn)的作風(fēng)和習(xí)慣。
(4)做到事事心中有數(shù)。養(yǎng)成認(rèn)真預(yù)習(xí)、預(yù)算及測(cè)量每個(gè)數(shù)據(jù),每進(jìn)行一步都做到心中有數(shù)的習(xí)慣?朔䦟(duì)其結(jié)果不知是否正確合理,是否符合規(guī)律,盲目從事操作與測(cè)量的不良習(xí)慣。
(5)每次用表前都要仔細(xì)查看。每次使用儀器、儀表前都要仔細(xì)看看是否拿錯(cuò)、用錯(cuò),檢查儀表起始位置、量程范圍是否選擇正確合理,測(cè)量接線是否連接準(zhǔn)確無(wú)誤?朔还懿活,拿起來(lái)就用就測(cè)的不良習(xí)慣。
(6)要進(jìn)行預(yù)通電。預(yù)通電是指在各項(xiàng)檢查無(wú)誤后,先試通電(如果電源電壓可調(diào),應(yīng)從
0V或低電壓開(kāi)始逐漸加到測(cè)試電壓)。通電瞬間,一定要聚精會(huì)神,眼觀六路,耳聽(tīng)八方,聽(tīng)、看、聞全方位觀察和判斷各種現(xiàn)象正常與否,各表計(jì)指示是否符合規(guī)律。養(yǎng)成經(jīng)檢查全部現(xiàn)象正常無(wú)誤后,再按要求逐項(xiàng)進(jìn)行測(cè)試的習(xí)慣。
(7)認(rèn)真讀取和記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)記錄很關(guān)鍵,要養(yǎng)成數(shù)量級(jí)、量綱、單位、條件一起記,邊記邊核算并與預(yù)算值進(jìn)行比較,弄清是否符合規(guī)律、是否合理的根據(jù)和理由?朔傁肟磩e人的數(shù)據(jù),總想問(wèn)老師對(duì)不對(duì),而自己心中無(wú)數(shù)的毛病。養(yǎng)成寧可重做三遍,也決不輕取別人數(shù)據(jù)的好習(xí)慣。
(8)要真正投入、善始善終。無(wú)論做什么實(shí)驗(yàn),都要養(yǎng)成有頭有尾,親自動(dòng)手做好每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的作風(fēng)和習(xí)慣?朔约汉约海炎约寒(dāng)成局外人,既講不清道理,又不上心,什么都干不好,也不想干的懶人習(xí)氣?朔䴗悢(shù)、跟著看、抄結(jié)果的不良作風(fēng)和習(xí)慣。
(9)事故的判斷處理。養(yǎng)成遇到事故、異,F(xiàn)象時(shí)頭腦冷靜、判斷準(zhǔn)確、處理果斷的習(xí)慣。
不僅能迅速斷電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng),積極主動(dòng)進(jìn)行回憶、分析、查找原因,提出排除故障方法,還能吸取教訓(xùn),增強(qiáng)自信。
(10)注意能力、素質(zhì)的提高。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程都要有意識(shí)的注重自身科研素質(zhì)和能力的提高,培養(yǎng)自己既思路敏捷,又動(dòng)作嫻熟準(zhǔn)確;既有充實(shí)的理論基礎(chǔ),又有分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。養(yǎng)成既能講清道理,又能出高招,想出更好、更科學(xué)方法的習(xí)慣。
(11)做好實(shí)驗(yàn)后的就序工作。實(shí)驗(yàn)結(jié)束要養(yǎng)成及時(shí)清理歸位、并對(duì)實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生的事情有個(gè)交待的習(xí)慣。發(fā)現(xiàn)了什么問(wèn)題,是如何解決的,或者提出合理建議、辦法,盡量做到給下一撥同學(xué)留下提示或?qū)氋F意見(jiàn),為他們創(chuàng)造更方便有利的條件。克服出了問(wèn)題不明說(shuō),弄壞了
東西不吭聲,有意無(wú)意給下一撥同學(xué)添麻煩出難題或根本不負(fù)責(zé)的壞習(xí)慣。
1.4 實(shí)驗(yàn)安全事項(xiàng)
安全第一,對(duì)電力生產(chǎn)、科學(xué)研究、教學(xué)實(shí)驗(yàn),同樣都是至關(guān)重要的,如何確保人身和設(shè)備安全,不觸電,不損壞儀器、儀表、設(shè)備,是實(shí)驗(yàn)中要首先考慮和解決的。
一、如何防止觸電,確保人身安全
人體也是導(dǎo)體,當(dāng)人體不慎觸及電源或帶電體時(shí),電流就會(huì)流過(guò)人體,使人受到電擊傷害。傷害程度取決于通過(guò)人體電流的大小,通電時(shí)間的長(zhǎng)短,電流通過(guò)人體的途徑,電流的頻率以及觸電者的身體狀況等。36V以上直流和交流電對(duì)人體就有危險(xiǎn),220V工頻交流電對(duì)人體更危險(xiǎn)。1mA的電流流過(guò)人體時(shí)就有不愉快的感覺(jué),50mA的電流流過(guò)人體就可能發(fā)生痙攣、心臟麻痹,如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就有生命危險(xiǎn)。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中(日常生活中也是如此)經(jīng)常要與220V∕380V
打交道,如果忽視安全用電或粗心大意,就很容易觸電。例如:由于疏忽,未將電源閘刀拉開(kāi)就接線或拆線;又如實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)正在接線,而另一同學(xué)不打招呼就去接通電源,或者操作過(guò)程中手觸摸了一頭已連在電源或電路端子上,而另一頭空甩的線頭上;或者觸摸了外殼帶電的儀器上等。盡管實(shí)驗(yàn)室采取了有關(guān)防止觸電的措施,但仍需每位同學(xué)從思想上重視。為防止萬(wàn)一,確保自身和他人的安全;實(shí)驗(yàn)中還要做到以下幾點(diǎn):
(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)則。
(2)不能隨意接通電源,尤其是室內(nèi)總電源,不經(jīng)允許絕對(duì)不能擅自接通。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上電源的通斷也要與本組同學(xué)打招呼,如果有同學(xué)正在接、改線時(shí),千萬(wàn)不能不管不顧就去接通電源。
(3)遵守接線基本規(guī)則,先把設(shè)備,儀表、電路之間的線接好,經(jīng)查(自查、互查)無(wú)誤后,再連接電源線,經(jīng)老師檢查同意后再接通電源(合閘)。拆線順序是斷開(kāi)電源后先拆電源線,再拆其它線。
(4)不能隨意甩線,絕對(duì)不能把一頭已經(jīng)接在電源上的導(dǎo)線的另一頭空甩著。電路其它部分也不能有空甩線頭的現(xiàn)象。線路連接好后,多余、暫時(shí)不用的導(dǎo)線都要拿開(kāi),放在抽屜里或合適的地方。
(5)實(shí)驗(yàn)中手和身體絕對(duì)不摸不碰任何金屬部分(包括儀器外殼)。養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)時(shí)手始終只接觸絕緣部分的好習(xí)慣,同時(shí)要絕對(duì)克服手習(xí)慣性的摸這摸那的壞習(xí)慣,或把整個(gè)手都放在測(cè)試點(diǎn)上的不良測(cè)試方法。
(6)謹(jǐn)防電容器件放電放炮而使人體觸電。電容器件通電時(shí),人與器件最好保持一定距離,尤其對(duì)容量較大的電容,防止因電容極性接反,或介質(zhì)耐壓等級(jí)不夠被擊穿,放炮蹦人事故的發(fā)生。也不要隨便去摸沒(méi)有與電源接通和空放著的高電壓大電容器的兩端,防止帶電電容通過(guò)人體放電。
(7)防止電灼傷燙傷。測(cè)量時(shí)也要防止各種原因造成的短路所產(chǎn)生的電弧灼傷,被大功率管散熱片、電阻性元件發(fā)熱燙傷或被接在電源上的變壓器、耦合電感元件等副邊端子上的感應(yīng)電壓擊傷等事故的發(fā)生。
(8)萬(wàn)一遇到觸電事故時(shí)不要慌亂,首先應(yīng)迅速斷開(kāi)電源。斷電不方便處可用絕緣器具操作。使觸電者盡快脫離電源后再進(jìn)行救護(hù)。如果同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中趴在桌上,或者是物品、儀表、儀器擺放不合理?yè)踝×穗娫撮_(kāi)關(guān),萬(wàn)一發(fā)生觸電或事故,別人就無(wú)法及時(shí)拉閘斷電,因而延誤了時(shí)間而使事故擴(kuò)大,造成生命和財(cái)產(chǎn)不必要的損失和破壞。這些在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中都要多加注意。
二、如何確保設(shè)備安全
(一)一般注意事項(xiàng)
(1)挪用和搬運(yùn)各種儀器、設(shè)備時(shí),必須輕拿平放,或按要求位置正確放置。不能磕碰或任意扳扭各儀器、儀表上的開(kāi)關(guān)、旋鈕、按鍵等。
(2)對(duì)不了解和掌握其性能、特點(diǎn)和使用方法的儀器、設(shè)備等,不得使用和進(jìn)行通電,更不能存在試一試壞不了的僥幸心理,把東西試壞了。
(3)各種表計(jì)通電測(cè)量過(guò)程中,當(dāng)測(cè)試表筆未離開(kāi)測(cè)試點(diǎn)時(shí)不能隨意進(jìn)行量程切換,更不能把萬(wàn)用表等的量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)去,這樣極易使儀表?yè)p壞。
(二)設(shè)備安全的關(guān)鍵是正確選擇與正確使用
(1)正確選擇儀器、設(shè)備的幾個(gè)方面:
1)根據(jù)用途選擇類別,如電源類,儀器、儀表等,負(fù)載元器件類等。
①電源類。主要選擇輸出信號(hào)類別,直流還是交流、正弦波工頻源還是信號(hào)源,輸出方可調(diào)不可調(diào),調(diào)節(jié)方式,穩(wěn)壓源還是穩(wěn)流源以及最大輸出功率、輸出電壓、輸出電流、最佳阻抗匹配等。
②儀器、儀表等。主要是選擇測(cè)量類別、測(cè)量范圍(量程)、測(cè)量準(zhǔn)確度(級(jí)別)、使用位置、使用條件、適用頻率范圍等。選擇表的內(nèi)阻抗應(yīng)考慮盡量減少表計(jì)接入電路時(shí),對(duì)原電路工作狀態(tài)的影響。所以電壓表類選擇內(nèi)阻越大越好,電流表類選擇內(nèi)阻越小越好。
③電阻器件。首先根據(jù)需要選擇電阻器件的類型,電阻的額定功率(瓦數(shù))、阻值、準(zhǔn)確度(誤差百分?jǐn)?shù))和電阻的極限工作電壓;對(duì)于最高環(huán)境溫度、穩(wěn)定度、噪聲電動(dòng)勢(shì)、高頻特性等在有些應(yīng)用場(chǎng)合也需要考慮。在使用時(shí),電阻兩端能承受多大電壓需根據(jù)U=
PR
計(jì)算得出,式中P為電阻器件的標(biāo)稱功率,R為阻值。如已知的條件是電阻兩端電壓和通過(guò)電阻的電流,這時(shí)要經(jīng)過(guò)計(jì)算才能進(jìn)行電阻阻值與額定功率(瓦數(shù))的選擇,電阻的阻值R=U/I,而電阻瓦數(shù)由P=UI=U
2 /I 2 R求出。選用電阻的標(biāo)稱功率(瓦數(shù))時(shí),要盡量比計(jì)算值大些,這樣更安全。
④電容器件。除需選擇類別、標(biāo)稱耐壓值(直流DC或交流AC)、標(biāo)稱容量值以及誤差百分?jǐn)?shù)外,還要考慮電容的極性、絕緣材料與阻值、損耗、溫度系數(shù)、固有電感和工作頻率等。電解電容只能用在直流電路,但要注意"+"、"-"極性不能接錯(cuò)。交流電路只能用無(wú)極性電容,所以只能選擇標(biāo)AC電壓標(biāo)稱值的電容,或選擇沒(méi)標(biāo)"+、-"極性的大于1.4~2.8倍直流電壓標(biāo)稱值的電容。電容容量要根據(jù)需要的容抗大小按C=1/ωX
C 進(jìn)行計(jì)算后選擇,或通過(guò)查有關(guān)數(shù)據(jù)獲得。
⑤電感器件。選擇時(shí)主要考慮電感線圈導(dǎo)線允許電流和電感量大小,而電感值L的大小要根據(jù)感抗值L=X L
/ω計(jì)算得到,或者已知L值,再根據(jù)使用的電源頻率計(jì)算X L 值。
2)選擇時(shí)要綜合考慮其配套性。對(duì)于連接在同一電路中需同時(shí)使用的電源、設(shè)備、儀器、儀表、負(fù)載元件、電路元器件、連接線、插接件、開(kāi)關(guān)等,使用前要認(rèn)真核算各自額定值、允許值、量程等是否配套,有關(guān)量值應(yīng)大于實(shí)驗(yàn)需要值或選擇量。如果額定值彼此有差別或差別大,又沒(méi)有重新選擇的條件時(shí),要就低不就高。也就是說(shuō),就允許值、額定值低的,如量程低的、電壓低的、或功率低的等待。然后再統(tǒng)一考慮取值和測(cè)試點(diǎn)的選擇。不能只看其中的一個(gè)儀表和元件沒(méi)超過(guò)量程,而不顧另一個(gè)已超過(guò)了額定值的儀表和元件,不然會(huì)造成額定值低的因過(guò)載而燒壞,量程低的因過(guò)量程把表針打壞等待。
(2)儀器的正確操作與使用:
1)要認(rèn)真閱讀使用說(shuō)明書(shū)。說(shuō)明書(shū)、表盤符號(hào)、銘牌都是儀器儀表設(shè)備正確使用的依據(jù),對(duì)于沒(méi)使用過(guò)的儀器、儀表、設(shè)備一定要先看說(shuō)明書(shū)、銘牌、表盤符號(hào)或指定的相關(guān)附錄,并且一定要嚴(yán)格按要求進(jìn)行操作和使用。
2)起始位置要正確放置。測(cè)量前各儀器、儀表的起始位置,量程選擇開(kāi)關(guān)的旋鈕位置,各端子、各旋鈕大小量程變換裝置的位置,一定要放置正確。一般情況,凡是可調(diào)的輸出類儀器設(shè)備、電源等,開(kāi)始要放在0位置,或低輸出位置;凡是用來(lái)接受信號(hào)或測(cè)量用的儀器、表針應(yīng)先放在比估算值偏大的位置、偏大的量程,或合適位置,以防萬(wàn)一。
3)正確使用調(diào)零裝置。各表計(jì)使用前要調(diào)零,所以要弄清各類指針式儀表的機(jī)械調(diào)零,歐姆表的歐姆調(diào)零,檢流計(jì)和電子儀器儀表的電氣調(diào)零的區(qū)別和正確的調(diào)整方法。測(cè)量前都要先調(diào)零,然后才能進(jìn)行測(cè)量。
4)正確進(jìn)行連接。測(cè)量時(shí)電壓表并聯(lián),電流表串聯(lián),功率表電壓端子并聯(lián)、電流端子串聯(lián)還要同名端相連等不能接錯(cuò)。各儀器輸入、輸出端,調(diào)壓器輸入、輸出端以及輸出起始位置,元器件輸入、輸出端,變壓器輸入、輸出端等都是絕對(duì)不能接錯(cuò)的。測(cè)量時(shí)接線方式、測(cè)試表筆測(cè)試位置,應(yīng)串聯(lián)的串聯(lián),應(yīng)并聯(lián)的并聯(lián)。直流測(cè)量還要考慮表的"+"、"-"極性與電源對(duì)應(yīng)關(guān)系不能連錯(cuò)。
5)有源儀器儀表使用的注意事項(xiàng)。使用本身帶電源的儀器、儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí),還要考慮測(cè)量過(guò)程中儀器、儀表輸出的電流或電壓能否損壞被測(cè)元件,所以要明了輸出電流或電壓的數(shù)量級(jí)。如用萬(wàn)用表的歐姆檔測(cè)微安表內(nèi)阻就很危險(xiǎn),由于萬(wàn)用表的歐姆檔兩個(gè)測(cè)試端測(cè)量時(shí)有電流輸出,不同倍率輸出電流雖然不同,但都可能大于微安表的量程,這就很可能因?yàn)闇y(cè)微安表內(nèi)阻時(shí)考慮不周,反而把表燒壞了。測(cè)量晶體管等也存在此類問(wèn)題。用搖表測(cè)絕緣電阻時(shí)也可能因測(cè)試端輸出電壓過(guò)大把被測(cè)物絕緣擊穿損壞,所以用搖表測(cè)絕緣時(shí)同樣要選擇搖表輸出電壓等級(jí)。
6)正確使用保護(hù)措施:
①保險(xiǎn)的正確更換。凡是裝有保險(xiǎn)管(器、絲)的儀表、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)單元、實(shí)驗(yàn)中如果燒斷保險(xiǎn)。不經(jīng)允許不能隨便更換。更換時(shí)一定要注意與原保險(xiǎn)容量一樣大,不能任意換用額定電流值大的保險(xiǎn),如果保險(xiǎn)額定電流值超過(guò)儀器、儀表最大電流允許值也就起不到保險(xiǎn)(保護(hù))作用了。
②用好保護(hù)設(shè)施。如檢流計(jì),磁通計(jì),單、雙電橋的檢流計(jì),用畢都要短路(短接)鎖緊;多量程電表和萬(wàn)用表用畢應(yīng)將量程放在交直流電壓最大量程處;凡是帶有工作電源的儀器、儀表使用后都要把電源斷開(kāi);調(diào)壓器等用后及時(shí)退回0輸出位置等。
7)接通電源的同時(shí)要注意觀察有無(wú)異常現(xiàn)象。接通電源時(shí)一定要注意觀察各表指示值是否正常,與事先估算值是否接近,有否過(guò)量程、反轉(zhuǎn),有否冒煙、異味、聲響、放炮、發(fā)熱、燒保險(xiǎn)等現(xiàn)象出現(xiàn)。如果有異常現(xiàn)象,必須立刻斷開(kāi)電源進(jìn)行檢查,排除故障后,再繼續(xù)操作。
8)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也要注意觀察。實(shí)驗(yàn)中切記不能只埋頭于操作和讀數(shù),還應(yīng)隨時(shí)注意觀察有否上述異,F(xiàn)象出現(xiàn),尤其是電阻類,時(shí)間長(zhǎng)了可能出現(xiàn)過(guò)熱或燒毀?傊,正確選擇和使用設(shè)備是一個(gè)綜合性的問(wèn)題,也是確保儀表、設(shè)備安全的關(guān)鍵。要徹底掌握雖不是件容易的事。但一定要認(rèn)真去做。保證人身和設(shè)備安全的關(guān)鍵是思想上重視和措施得當(dāng),安全來(lái)自警惕,事故出自麻痹。只要實(shí)驗(yàn)中隨時(shí)注意,并科學(xué)對(duì)待出現(xiàn)的問(wèn)題就可確
保人身和設(shè)備安全。
1.5 實(shí)驗(yàn)故障及一般排除方法
故障是實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的事,能否快速、準(zhǔn)確查出故障原因、故障點(diǎn),并及時(shí)加以排除,是基本功和能力的體現(xiàn)。要快速準(zhǔn)確排除故障,需要有較深的理論基礎(chǔ),又需要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和熟練的操作技能,才能對(duì)故障現(xiàn)象做出準(zhǔn)確的分析和判斷,排除故障的能力也有個(gè)不斷學(xué)習(xí)、總結(jié)和提高的過(guò)程。這里僅就電路原理中可能會(huì)遇到的一些常見(jiàn)故障、發(fā)生原因及排除方法做簡(jiǎn)要的介紹。
一、實(shí)驗(yàn)故障及故障產(chǎn)生的原因
(1)開(kāi)路故障。故障現(xiàn)象一般為無(wú)電壓、無(wú)電流、無(wú)任何聲響與異常,只是儀表不偏轉(zhuǎn),示波器不顯示波形等。
產(chǎn)生原因是電路有斷開(kāi)處,保險(xiǎn)絲熔斷,導(dǎo)線有斷線處,元器件有斷開(kāi)處,接線端子、插接件連接不好或沒(méi)接觸上,接線端子松動(dòng),焊片脫離,開(kāi)關(guān)內(nèi)部通斷位置不對(duì)應(yīng)等。
(2)短路故障。屬破壞性故障,一定要防止。故障現(xiàn)象為電流急劇增大、表針打彎或電源保險(xiǎn)燒斷,元器件損壞或元器件發(fā)熱厲害,有冒煙、烤焦、異味等。
產(chǎn)生原因多數(shù)為線路連接錯(cuò)誤。如電源輸出端或線路端子間距離近,被接線叉子外露部分短路等原因,造成電壓源輸出端被短接;調(diào)壓器或變壓器接反,把低電壓或0輸出側(cè)接到220V
電源上;也可能由于電路參數(shù)選擇錯(cuò)誤,把小阻值負(fù)載當(dāng)成大阻值負(fù)載用;可調(diào)電阻的可調(diào)輸出端誤放在很。ǔ跏贾狄话銘(yīng)該在較大位置)或接近0位置;測(cè)量時(shí)誤用內(nèi)阻很小的電流表并在電源或大阻值負(fù)載的兩端,相當(dāng)于用電流表去測(cè)電壓;電路復(fù)雜,多余的連線把電源間接短接;電感器件被接到直流電源上;接在電路上的電容元件已擊穿短路、極性接反等。
(3)其他故障,故障現(xiàn)象多變;如測(cè)試時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)大時(shí)小,測(cè)一次一個(gè)數(shù);測(cè)試的數(shù)據(jù)與預(yù)先估算值相差較遠(yuǎn);表針指示突然變大;某器件過(guò)熱。
產(chǎn)生原因大多是接觸不良或儀表、器件選擇不當(dāng)引起。如接線端與導(dǎo)線叉接觸松動(dòng),線路焊接不牢固或虛焊,導(dǎo)線似斷非斷。開(kāi)關(guān)、刀閘本身接觸不好;調(diào)壓器炭刷接觸不好,某位置沒(méi)輸出,而某位置突然有輸出但超過(guò)需要值;儀表測(cè)量機(jī)構(gòu)部分阻尼不好,機(jī)械部分位置多變;測(cè)試儀表與電路參數(shù)不搭配,如電路總阻抗很小,而測(cè)量時(shí)串聯(lián)電流表阻值又偏大;被測(cè)器件阻值很大,并聯(lián)電壓表內(nèi)阻又偏小;表的量程選擇不當(dāng);多量程儀表、儀器的旋鈕錯(cuò)位;調(diào)試方法錯(cuò)誤,用電流表或歐姆表去測(cè)電源電壓;電路帶電,有其它并聯(lián)和相關(guān)支路情況下去測(cè)電阻;元器件參數(shù)容量選擇不當(dāng),通過(guò)元件電流超過(guò)允許值,器件發(fā)熱時(shí)間長(zhǎng),特性變化等等。
(4)元器件損壞。故障現(xiàn)象為電阻器件、電感器件過(guò)熱燒壞,二極管、晶體管擊穿,電容器擊穿、放炮。產(chǎn)生原因?yàn)橥ㄟ^(guò)電阻、電感線圈的電流超過(guò)允許值;外加電壓升高使流過(guò)器件的電流增加,通電時(shí)間長(zhǎng)散熱又不好;電容極性接反,元件電壓等級(jí)小于使用電壓;極性電容器用在交流電路等。
二、實(shí)驗(yàn)故障的一般排除方法
實(shí)驗(yàn)中電路故障的原因多種,現(xiàn)象多樣,但其實(shí)質(zhì)無(wú)非是斷(開(kāi)路)、短(短路)、接觸不良(時(shí)通時(shí)斷),或使用錯(cuò)誤、如量程、容量、額定值選擇不當(dāng),或者測(cè)試點(diǎn)、測(cè)試線連接不對(duì)等。
(1)短路故障的排除方法。短路故障,后果嚴(yán)重,應(yīng)立刻斷電檢查。可直接查看或采用測(cè)電阻法找出短路(電阻很小接近零)故障點(diǎn),糾正錯(cuò)誤的測(cè)試方法和接線錯(cuò)誤等。
(2)斷(開(kāi))路故障的排除方法。斷路、開(kāi)路故障時(shí),由于電路不通沒(méi)有電流,一般直觀看不出,但不等于電路沒(méi)有電壓,更不等于電路沒(méi)有危險(xiǎn)。排除方法如下:
1)采用斷電后測(cè)電阻法。先把電路與電源斷開(kāi),檢查電源保險(xiǎn)絲是否燒斷,若保險(xiǎn)絲未燒斷,再逐個(gè)進(jìn)行元件、導(dǎo)線的通斷檢查。器件、導(dǎo)線兩端電阻正常時(shí),應(yīng)為很小或有一定阻值,如果為無(wú)限大,說(shuō)明斷了。逐個(gè)依次查,直到查出斷點(diǎn)為止。
2)采用電路帶電測(cè)電壓法。用電壓表直接找電壓等于電源電壓的兩點(diǎn)。如果是一根導(dǎo)線或一個(gè)器件兩端電壓等于電源電壓,說(shuō)明這根導(dǎo)線或這個(gè)器件斷,因正常時(shí)導(dǎo)線兩端電壓應(yīng)為0
或者很小,逐段檢查,直到查出斷點(diǎn)為止;也可以用電壓表先從電源輸出端量起,先看電源有無(wú)電壓輸出,如果有電壓,可以一個(gè)表筆不動(dòng),而另一個(gè)表筆往下移動(dòng),直到電壓表測(cè)不出電壓時(shí),說(shuō)明這點(diǎn)與前一點(diǎn)之間是斷開(kāi)的,再根據(jù)情況判斷是導(dǎo)線、器件或其它連接部分何處斷(開(kāi))路。
(3)接觸不良的排除方法。接觸不良現(xiàn)象多樣,可同樣采用上述兩種方法進(jìn)行檢查,但可能一下查不出,因故障現(xiàn)象可能在某一位置暴露,某一位置又不明顯。查的過(guò)程要想想辦法,將被查可疑部分變換位置或稍微晃動(dòng),使故障點(diǎn)暴露后便于檢查和排除。
(4)過(guò)載、過(guò)熱、燒壞、過(guò)量程、放炮等故障的排除方法。要從參數(shù)、量程,容量的選擇配合上是否合適,使用測(cè)量時(shí)連接是否正確等方面找原因,或察看是否有元器件容量不夠、質(zhì)量差、標(biāo)稱不符、旋鈕位置不對(duì)應(yīng)等。
但不管采取什么方法,怎么檢查故障,都要在明確被測(cè)被查器件或被查部分的正常情況和故障情況的區(qū)別的前提下進(jìn)行,否則怎么查也不易把故障查出,更不可能盡快排除故障。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
預(yù)備實(shí)驗(yàn)一 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)
預(yù)備實(shí)驗(yàn)二 電路故障分析
預(yù)備實(shí)驗(yàn)三 基本電工儀表的使用及測(cè)量誤差的計(jì)算
預(yù)備實(shí)驗(yàn)四 減少儀表測(cè)量誤差的方法
實(shí)驗(yàn)一 元件伏安特性的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)二 電路中電位、電壓的測(cè)定及電路電位圖的繪制
實(shí)驗(yàn)三 戴維南定理和諾頓定理
實(shí)驗(yàn)四 疊加定理和互易定理
實(shí)驗(yàn)五 R、L、C元件阻抗特性的研究
實(shí)驗(yàn)六 基爾霍夫定律
實(shí)驗(yàn)七 受控源特性的研究
實(shí)驗(yàn)八 電壓源和電流源的等效變換
實(shí)驗(yàn)九 一階電路動(dòng)態(tài)過(guò)程的研究
實(shí)驗(yàn)十 二階電路動(dòng)態(tài)過(guò)程的研究
實(shí)驗(yàn)十一 最大功率傳輸條件測(cè)定
實(shí)驗(yàn)十二 R、L、C 串、并聯(lián)諧振電路
實(shí)驗(yàn)十三 典型電信號(hào)的觀察與測(cè)量
實(shí)驗(yàn)十四 負(fù)阻抗變換器
實(shí)驗(yàn)十五 回轉(zhuǎn)器
實(shí)驗(yàn)十六 RC選頻網(wǎng)絡(luò)特性測(cè)試
實(shí)驗(yàn)十七 雙口網(wǎng)絡(luò)測(cè)試