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2012《普通物理实验》教学指导书.doc3.

2012《普通物理实验》教学指导书.doc3.
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一、误差理论

实验一扭摆法测定物体转动惯量

电磁学实验(3个)

实验二电表的改装和校准

实验三霍尔效应及其应用

实验四霍尔效应法测定螺线管轴向磁感应强度分布

一、误差理论

(一)、测量与误差

1、所谓测量:就是用计量仪器对被测物理量进行量度。

2、测量值:用测量仪器测定待测物理量所得的数值。

3、真值:任一物理量都有它的客观大小,这个客观量称为真值。

最理想的测量就是能够测得真值,但由于测量是利用仪器,在一定条件下通过人来完成的,受仪器的灵敏度和分辨能力的局限性,环境的不稳定性和人的精神状态等因素的影响,使得待测量的真值是不可测得的。

4、误差:测量值和真值之间总会存在或多或少的偏差,这种偏差就称为测量值的误差。设被测量的真值为 a,测量值为x,则测量误差为我们所测得的一切数据都毫无例外地包含一定的误差,因而误差存在于一切测量之中。

5、测量的任务是:

(1)设法使测量值中的误差减到最小。

(2)求出在测量条件下被测量的最近真值。

(3)估计最近真值的可靠程度

(二)、误差的分类:

1、系统误差:

●系统误差:在同一条件下(观察方法、仪器、环境、观察者不变)多次测量同一物理量时,符号和绝对值保持不变的误差叫系统误差。当条件发生变化时,系统误差也按一定规律变化。系统误差反映了多次测量总体平均值偏离真值的程度。

例如:用天平测量物体质量,当天平不等臂时,测出物体质量总是偏大或偏小;再例如当我们的手表走的很慢时,测出每一天的时间总是小于24小时。

●产生系统误差的原因:

(1)仪器误差:由测量仪器、装置不完善而产生的误差。

(2)方法误差(理论误差):由实验方法本身或理论不完善而导致的误差。

(3)环境误差:由外界环境(如光照、温度、湿度、电磁场等)影响而产生的误差。

(4)读数误差:由观察者在测量过程中的不良习惯而产生的误差。

●系统误差的消除:

由于系统误差主要是由于仪器不完善,方法(或理论)不完善、环境影响而产生,在实验过程中要不断积累经验,认真分析系统误差产生的原因,采取适当的措施来消除。

例如:对不等臂天平,可以用交换被测物和砝码的位置,分别测出被测物质量和

,则待测物的质量

2、偶然误差

偶然误差(随机误差):

在同一条件下,多次测量同一物理量时,测量值总是有稍许差异而变化不定,这种绝对值和符号经常变化的误差称为偶然误差。

●偶然误差的规律性:

(1)绝对值相等的正的误差和负的误差出现的机会相同。

(2)绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多。

(3)超出一定范围的误差基本不出现。

偶然误差的消除:

在一定测量条件下,增加测量次数,可以减小测量结果的偶然误差,使算术平均值趋于真值。因此,可以取算术平均值为直接测量的最近真值(最佳值)。

3、绝对误差:

●绝对误差:测量值x与被测量真值a之差,同被测量有相同单位,它反映了测量值偏离真值的大小。这种有单位的误差称为绝对误差。

在同一测量条件下,绝对误差可以表示一个测量结果的可靠程度;但比较不同测量结果时,问题就出现了。例如:用米尺测量二个物体的长度时,测量值分别是0.1m和1000m,它们的绝对误差分别是0.01m和1m,虽然后者的绝对误差远大于前者,但是前者的绝对误差占测量值的10%,而后者的绝对误差仅占测量值的0.1%,说明后一个测量值的可靠程度远大于前者,故绝对误差不能正确比较不同测量值的可靠性。

4、相对误差:

相对误差:测量值的绝对误差与测量值之比叫相对误差。相对误差是一个比值,没有单位,通常用百分比表示。

(三)、直接测量结果的误差估计

1、单次测量的误差估计

由于有些物理量的测量精度要求不高,或者这一物理量的误差对整体影响较小,因而只测量一次即可满足测量要求,此时测量误差的估计分两种情况:(1)在给定仪器误差情况下,单次测量的误差取仪器误差;(2)在没有给出仪器误差的情况下,对连续读数的仪器,取测量仪器最小分度值的一半作为单次测量的误差。对非连续读数的仪器,取测量仪器的最小分度值作为单次测量的误差。

对于其余一些特殊情况,单次测量的仪器误差示具体情况而定。例如:秒表和天平。

2、多次测量的误差估计

算术平均值:在相同测量条件下,对同一物理量独立测量n次的测

量值为x1,x2,……,x n,其算术平均值为

残差:测量值与平均值之差称为残差。

(i=1,2,…,n)

标准偏差:

需要注意的是:测量值的标准偏差并不表示测量值的误差的实际大小,因为测量值的偶然误差是随机的,所以测量值的标准偏差只表示,任一测量值的误差落在区域(+ 、- )内的概率为 68.3%,这就是标准偏差的统计意义。

多次测量的误差:在充分考虑多次测量的标准偏差和仪器误差的情

况下,多次测量的误差为

算术平均值的标准偏差s:(本教材不做要求)

3、可疑数字的剔除

一般测量的误差出现在内的概率为68.3%,误差出现在内的概率为95.5%,而

出现在区间内的概率为99.7%,而一般我们的测量次数又不是很多,故测量值误差

超出区间的可能性及小,对误差超出的数据可以剔除,但要在原始数据记录表格中保留,并用红色笔做删除标记。

4、测量次数的确定

在基础实验中,一般测量次数为4——10次。

5、重复测量所得测量值相等时误差估计

重复测量的测量值相等,此时用前面所讲的计算标准偏差公式计算的结果为零,这并不意味着测量中不存在偶然误差,这是由于测量仪器精度较低,不足以反映测量的偶然误差,在这种情况下,计算标准偏差的方法为:设仪器的最小分辨值为b,测量的标准偏差为

(四)、测量结果的表示

●测量结果的误差:无论是直接测量还是间接测量其结果的误差只有一位有效数字,测量结果有效数字的最后一位与误差位对齐。

●测量结果的表示:测量结果包括测量值、误差、单位三部分。其表达式为:

(单位)

式中在单次测量中是算术平均值,在多次测量中是由函数关系计算出的间接测量值;

为多次测量的误差。

●数值舍入规则:在基础实验中,本教材对数字的取舍一律采用四舍五入的规则。

实验一 扭摆法测定物体转动惯量

一、实验目的

1、用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数,并与理论值进行比较。

2、验证转动惯量平行轴定理。 二、实验原理

扭摆的构造如图(1)所示,在垂直轴

1上装有一根薄片状的螺旋弹

簧2,用以产生恢复力矩。在轴的上方可以装上各种待测物体。垂直轴与支座间装有轴承,以降低磨擦力矩。3为水平仪,用来调整系统平衡。

将物体在水平面内转过一角度θ后,在弹簧的恢复力矩作用下物体就开始绕垂直轴作往返扭转运动。根据虎克定律,弹簧受扭转而产生的恢复力矩M 与所转过的角度θ成正比,即

M =-K θ (1) 式中,K 为弹簧的扭转常数,根据转动定律 M =I β

式中,I 为物体绕转轴的转动惯量,β为角加速度,由上式得 I

M

=β (2) 令 I

2

K

=

ω

,忽略轴承的磨擦阻力矩,由式(1)、(2)得

θωθθβ2

2

2-=-==I K dt

d 上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性,角加速度与角位移成正比,

且方向相

图 (1)

反。此方程的解为:

θ=Acos(ωt +φ)

式中,A 为谐振动的角振幅,φ为初相位角,ω为角速度,此谐振动的周期为 K

I

T

π

ω

π

22==

(3) 由式(3)可知,只要实验测得物体扭摆的摆动周期,并在I 和K 中任何一个量已知时即可计算出另一个量。

本实验用一个几何形状规则的物体,它的转动惯量可以根据它的质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到,再算出本仪器弹簧的扭转常数K 值。若要测定其它形状物体的转动惯量,只需将待测物体安放在本仪器顶部的各种夹具上,测定其摆动周期,由公式(3)即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。

理论分析证明,若质量为m 的物体绕通过质心轴的转动惯量为I O 时,当转轴平行移动距离x 时,则此物体对新轴线的转动惯量变为I O +mx 2

。这称为转动惯量的平行轴定理。 三、实验仪器

1.扭摆及几种有规则的待测转动惯量的物体

空心金属圆筒、实心塑料圆柱体、木球、验证转动惯量平行轴定理用的金属细杆,杆上有两块可以自由移动的金属滑块。

2.转动惯量测试仪

由主机和光电传感器两部分组成。

主机采用新型的单片机作控制系统,用于测量物体转动和摆动的周期,以及旋转体的转速,能自动记录、存贮多组实验数据并能够精确地计算多组实验数据的平均值。

光电传感器主要由红外发射管和红外接收管组成,将光信号转换为脉冲电信号,送入主机工作。因人眼无法直接观察仪器工作是否正常,但可用遮光物体往返遮挡光电探头发射光束通路,检查计时器是否开始计时和到预定周期数时,是否停止计时。为防止过强光线对光探头的影响,光电探头不能置放在强光下,实验时采用窗帘遮光,确保计时的准确。 四、实验内容

1.悉扭摆的构造,及使用方法,以及转动惯量测试仪的使用方法。 2.测定扭摆的扭转常数(弹簧的扭转常数)K 。

3.测定塑料圆柱体、金属圆筒、木球与金属细杆的转动惯量。并与理论值比较,求百分误差。

4. 改变滑块在金属细杆上的位置,验证转动惯量平行轴定理。

五、实验步骤

1.用游标卡尺测出实心塑料圆柱体的外径D 1、空心金属圆筒的内、外径D 内、D 外、木球直径D 直、金属细杆长度L ;用数字式电子台秤测出各物体质量m (各测量3次求平均值)。

2.调整扭摆基座底脚螺丝,使水平仪的气泡位于中心。

3.在转轴上装上对此轴的转动惯量为I O 的金属载物圆盘,并调整光电探头的位置使载物圆盘上的挡光杆处于其缺口中央且能遮住发射、接收红外光线的小孔,并能自由往返的通过光电门。测量10个摆动周期所需要的时间10T 0。

4. 将转动惯量为I 1(转动惯量I 1的数值可由塑料圆柱体的质量m 1和外

径D 1算出,即2

1

1

8

1mD I =')的塑料圆柱体放在金属载物圆盘上,则总的转动惯量为I O +I 1,测量10个摆动周期所需要的时间10T 1。

由式(3)可得出'

100

1

I I I T T +=或2

2

201010'T T T I I -= 则弹簧的扭转常数

20

2

112

4T

T I K -'=π (4)

在SI 制中K 的单位为kg ·m 2

·s -2

(或N ·m)。

5.取下塑料圆柱体,装上金属圆筒,测量10 个摆动周期需要的时间10T 2。 6.取下金属载物圆盘、装上木球,测量10个摆动周期需要的时间10T 3。 (在计算木球的转动惯量时,应扣除夹具的转动惯量I 支座)。

7.取下木球,装上金属细杆,使金属细杆中央的凹槽对准夹具上的固定

螺丝,并保持水平。测量10 个摆动周期需要的时间10T 4。(在计算金属细杆的转动惯量时,应扣除夹具的转动惯量I 夹具)。

8.验证转动惯量平衡轴定理

将金属滑块对称放置在金属细杆两边的凹槽内,如图(2)所示,此时滑块质 心与转轴的距离x 分别为5.00cm ,10.00cm,15.00cm,20.00cm ,25.00cm ,测量对应于不同距离时的5个摆动周期所需要的时间5T 。验证转动惯量平行轴定理。(在计算转动惯量时,应扣除夹具的转动惯量I 夹具)。

图 (2)

六.数据记录和处理

1. 弹簧扭转常数K 和各物体转动惯量I 的确定,数据记录见表1,弹簧扭转常

20

21

12

4T

T I K -'=π

2. 转动惯量平衡轴定理的验证,数据记录见表2。 表1

表2

六、实验注意事项

1.弹簧的扭转常数K 值不是固定常数,它与摆动角度略有关系,摆角在90o

右基本相同,在小角度时变小。

2.弹簧有一定的使用寿命和强度,千万不要随意玩弄弹簧,为了降低实验时由于摆动角度变化过大带来的系统误差,在测定各种物体的摆动周期时,摆角不宜过小,也不宜过大,摆幅也不宜变化过大。

3.光电探头宜放置在挡光杆平衡位置处,挡光杆不能和它相接触,以免增大摩擦力矩。

4.机座应保持水平状态。

5.安装待测物体时,其支架必须全部套入扭摆主轴,并将止动螺丝旋紧,否则扭摆不能正常工作。

6.在称木球与金属细杆的质量时,必须分别将支座和夹具取下,否则将带来极大误差。

七、思考题

1.实验中,为什么在称木球和细杆的质量时必须分别将支座和安装夹具取下? 2.转动惯量实验仪计时精度为0.001s,实验中为什么 要测量10T ? 3. 如何用本实验仪来测定任意形状物体绕特定轴的转动惯量?

附录

金属细杆夹具转动惯量实验值

2

44

22202210321.010929.4741.0410567.34kgm I T K I ---?=?-??=-=π

π夹具 木球支座转动惯量实验值

2

44

22

202210187.010

929.4740.0410567.34kgm I T K I ---?=?-??=-=ππ支座 二滑块绕通过滑块质心转轴的转动惯量理论值

()

()

2

442222510753.01060.050.3239812812kgm D D m I --?=??

?

????+??=??????+='内外 测单个滑块与载物盘转动周期T=0.767S 可得到:

2

452

4422

2

2

2

10772.0210386.010929.4767.0410567.34kgm I I kgm I T K I O ----?==?=?-??=-=

ππ

实验二 电表的改装和校准

一、实验目的

1.掌握将电流计改装成较大量程电流表和电压表的原理和方法。 2.掌握校正电流表和电压表的方法。 3.培养独立设计并完成实验的工作能力。 二、实验内容

1.用比较法测定表头的满度电流 Ig . 2.测定表头的内阻 Rg .

3.将表头改装成量程为5mA 或10mA 的电流表,计算出分流电阻 Rs (R1 或 R2 ),并用万用表测

4.将表头改装成量限为 1.00V 的电压表,计算出分压电阻 Rh ( R3),并用万用表测定其值,调整改装成的电压表的满头量程,并对分度进行校准。 三、实验仪器

电表改装与校准试验仪,导线若干。 四、实验原理

表头的满度电流 Ig 称为表头的量限,Ig 越小,表头的灵敏度越高,表头的内阻用 Rg 表示。

一、改装微安表为电流表 设表头改装后的电流表量限为 I=nIg ,则必须在表头上并联一个分流电阻 Rs ;如图 所示,根据欧姆定律得到

g

g s g R I R I I =-)(,

因此分流电阻为

1-=

n R R g s .

二、改装微安表为电压表

设表头改装后的电压表量限为V ,则必须在表头上串联一个分压电阻 Rh ,如图所示。 由欧姆定律得到

)

(h g g R R I V +=

R g

因此分压电阻为

g g

h R I V

R -=

.

五、思考题

1、校正电流表时,如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高,试问要达到标准表的数值,此时改装表的分流电阻应当调大还是调小?

2、将表头改装成 10mA 的电流表,你有什么方法?

3、将表头改装成欧姆表,你用什么方法?

R g

实验三 霍尔效应及其应用

一、实验目的

1、了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2、学习用“对称测量法”消除负效应的影响,测试试样的VH-IS 和VH-IM 曲线。

3、确定试样的导电类型。 二、实验内容:

1·测定霍尔电压,测绘U H -I s 曲线和U H -I M 曲线。 2·确定样品的导电类型。

3·测量V 0值 三、实验仪器:

TH-H 型霍尔效应实验组合仪。(包括实验仪和测试仪两大部分)。 四、实验原理:

霍耳效应是由于载流子在移动时受到磁场的洛伦兹力作用而产生的效应。它在载流子运动方向及磁场的垂直方向上产生一个电势差(霍耳电压)。在图中,一块半导体薄片与磁场方向垂直放置,这薄片的四个侧面引出两对电极A1、A2和B1、B2 。在A1、A2方向上通过一定的电流 其中q 是载流子的电量,v 为其漂移速度。于是载流子在磁场作用下将受到一个洛伦兹力的作用。

在这洛伦兹力作用下,载流子在B1、B2两个侧面堆积,从而形成一个霍耳电场。这霍耳电场的强度为E 。于是载流子将受到两个力的作用:洛伦兹力它使载流子在B1、B2侧面产生堆积;电场力与这洛伦兹力方向相反,它将阻止这种载流子的堆积。由于E 与堆积的载流子数有关,载流子堆积得越多,电场E 越强,于是阻止这种堆积的电场力也越大。设霍耳元件宽为b ,厚为d ,则:

H U 为霍耳电压,在平衡时 E B f f 即

载流子速度v 可以用电流强度I 来表示。如果载流子浓度为 n ,则

所以 d

IB nqbd

bBI H K

U ==

其中K=1/nq 是霍耳系数,它决定了霍耳元件的灵敏度。I 为通过A1、A2的工作电流,B 为磁感应强度。I 的单位用A ,UH 用V ,B 用高斯,d 用厘米,则

8.10.IB d

U H K =

五、实验步骤:

1·按照实验电路把实验仪和测试仪正确连接起来。(千万注意不可连错)。 2·对测试仪进行调零。(包括I S ,I M 及U H )。 3·测绘U H -I S 曲线。

将实验仪的“U H 、V 0”切换开关投向U H 侧,测试仪的功能开关置U H 位。保持I M =0。6A 不变,测绘U H -I S 曲线,记入表1中。 4·测绘U H -I M 曲线。

将实验仪的“U H 、V 0”切换开关投向U H 侧,测试仪的功能开关置U H 位。保持I S =3.00(毫安)不变,测绘U H -I M 曲线,记入表2中。 5·测量V 0值。

将实验仪的“U H 、V 0”切换开关投向V 0侧,测试仪的功能开关置V 0位。在零磁场下,取I S =2.00(毫安)(不要过大) 测量V 0值。 6·测量样品的导电类型。

将实验仪的三组双刀开关均投向上方,取I S =2.00(毫安),I M =0。6A ,测量U H 大小及极性,判断样品的导电类型。(若U H 为负,样品属N 型;若U H 为正,样品属P 型). 六、思考题:

1·如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度的方向,如何判断样品的导电类型。 实验表格:

注:4)

(4321V V V V U H -+-=

注:4)

(4321V V V V U H -+-=

(N型) 0 (Y)E (P型)

0 (Y)E (X)、B(Z) Is

H H <>实验四 霍尔效应法测定螺线管轴向磁感应强度分布

一、实验目的

1.掌握测试霍尔元件的工作特性。

2.学习用霍尔效应法测量磁场的原理和方法。

3.学习用霍尔元件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。 二、实验仪器

霍尔法螺线管磁场测定仪 三、实验原理

1.霍尔效应法测量磁场原理

霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场,即霍尔电场。对于图(1)(a )所示的N 型半导体试样,若在X 方向的电极D 、E 上通以电流Is ,在Z 方向加磁场B ,试样中载流子

(电子)将受洛仑兹力

(1) 其中e 为载流子(电子)电量, 为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率,B 为磁感应强度。

无论载流子是正电荷还是负电荷,F g 的方向均沿Y 方向,在此力的作用下,载流子发生便移,则在Y 方向即试样A 、A ′电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样A 、A ′两侧产生一个电位差V H ,形成相应的附加电场E —霍尔电场,相应的电压V H 称为霍尔电压,电极A 、A ′称为霍尔电极。电场的指向取决于试样的导电类型。N 型半导体的多数载流子为电子,P 型半导体的多数载流子为空穴。对N 型试样,霍尔电场逆Y 方向,P 型试样则沿Y 方向,有

B v e F g =

(a ) (b )

图 (1)样品示意图

显然,该电场是阻止载流子继续向侧面偏移,试样中载流子将受一个与F g 方向相反的横向电场力

F E =eE H (2) 其中E H 为霍尔电场强度。

F E 随电荷积累增多而增大,当达到稳恒状态时,两个力平衡,即载流子所受的横向电

场力e E H 与洛仑兹力 相等,样品两侧电荷的积累就达到平衡,故有

(3)

设试样的宽度为b ,厚度为d ,载流子浓度为n ,则电流强度I s 与的 关系为 (4) 由(3)、(4)两式可得

(5)

即霍尔电压V H (A 、A ′电极之间的电压)与IsB 乘积成正比与试样厚度d 成反比。比

例系数 称为霍尔系数,它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。根据霍尔效应制

作的元件称为霍尔元件。由式(5)可见,只要测出V H (伏)以及知道Is (安)、B (高斯)和d (厘米)可按下式计算R H (厘米3

/库仑)。

(6)

上式中的108

是由于磁感应强度B 用电磁单位(高斯)而其它各量均采用C 、G 、S 实用单位而引入。

霍尔元件就是利用上述霍尔效应制成的电磁转换元件,对于成品的霍尔元件,其R H 和

B v e d

b v e n Is =B

V e E e H =V 8

H H 10IsB d

V R ?=e

n 1R H =d

IsB R d IsB e n 1b E V H

H H ==

=

Is K V B H H

=

d 已知,因此在实际应用中式(5)常以如下形式出现: V H =K H I s B (7)

其中比例系数 K H =

ned

d R 1

H =

称为霍尔元件灵敏度(其值由制造厂家给出),它表示该器件在单位工作电流和单位磁感应强度下输出的霍尔电压。I s 称为控制电流。(7)式中的

单位取Is 为mA 、B 为KGS 、V H 为mV ,则K H 的单位为mV/(mA ·KGS )。

K H 越大,霍尔电压V H 越大,霍尔效应越明显。从应用上讲, K H 愈大愈好。K H 与载流子浓度n 成反比,半导体的载流子浓度远比金属的载流子浓度小,因此用半导体材料制成的霍尔元件,霍尔效应明显,灵敏度较高,这也是一般霍尔元件不用金属导体而用半导体制成的原因。另外,K H 还与d 成反比,,因此霍尔元件一般都很薄。本实验所用的霍尔元件就是用N 型半导体硅单晶切薄片制成的。

由于霍尔效应的建立所需时间很短(约10-12

—10-14

s ),因此使用霍尔元件时用直流电或交流电均可。只是使用交流电时,所得的霍尔电压也是交变的,此时,式(7)中的I s 和V H 应理解为有效值。

根据(7)式,因K H 已知,而Is 由实验给出,所以只要测出V H 就可以求得未知磁感应强度B 。

(8) 2.霍尔电压V H 的测量方法

应该说明,在产生霍尔效应的同时,因伴随着多种副效应,以致实验测得的A 、A '两电极之间的电压并不等于真实的V H 值,而是包含着各种副效应引起的附加电压,因此必须设法消除。根据副效应产生的机理(参阅附录)可知,采用电流和磁场换向的对称测量法,基本上能够把副效应的影响从测量的结果中消除,具体的做法是保持Is 和B (即I M )的大小不变,并在设定电流和磁场的正、反方向后,依次测量由下列四组不同方向的Is 和B 组合的A 、A '两点之间的电压V 1、V 2、V 3和V 4,即 +I S +B V 1 +I S -B V 2 -I S -B V 3 -I S +B V 4

然后求上述四组数据V 1、V 2、V 3和V 4的代数平均值,可得

(9) 通过对称测量法求得的V H ,虽然还存在个别无法消除的副效应,但其引入的误差甚

)V V V (V 4

1

V 4321H -+-=

小,可以略而不计。

(8)、(9)两式就是本实验用来测量磁感应强度的依据。

3.载流长直螺线管内的磁感应强度

螺线管是由绕在圆柱体上的导线构成的,对于密绕的螺线管,可以看成是一列有共同轴线的圆形线圈的并排组合,因此一个载流长直螺线管轴线上某点的磁感应强度,可以从对各圆形电流在轴线上该点所产生的磁感应强度进行积分求和得到。

根据毕奥—萨伐尔定律,当线圈通以电流I M 时,管内轴线上P 点的磁感应强度为

B P =1/2μO N I M (cos β1-cos β2) (10)

其中μO 为真空磁导率,μO =4π×10-7

亨利/米,N 为螺线管单位长度的线圈匝数,I M

为线圈的励磁电流,β1、β2分别为点P 到螺线管两端径失与轴线夹角,如图(2)所示。

根据式(10),对于一个有限长的螺线管,在距离两端口等远的中心处轴上O 点,

cos β1=

2

2)2

1

()21(2

1

D L L +, cos β2=22)21()21(2

1

D L L +-

式中D 为长直螺线管直径,L 为螺线管长度。 磁感应强度为最大,且等于

B O =21μ0NI M (22)21()21(21D L L + + 22)2

1

()21(21D L L

+) =μ0NI M

2

2

D

L L + (11)

由于本实验仪所用的长直螺线管满足L>>D ,则近似认为

B O =μO N I M (12)

在两端口处, cos β1=

2

2)2

1(D L L + ,cos β2=0

l

磁感应强度为最小,且等于

B 1 =

2

1

μ0NI M 2

2)2

1(D L L (13)

同理,由于本实验仪所用的长直螺线管满足L>>D ,则近似认为

B 1 =

2

1

μ0NI M (14) 由(13)、(14)式可知,B 1 =1/2 B O

由图(3)所示的长直螺线管的磁力线分布可知,其内腔中部磁力线是平行于轴线的直线系,渐近两端口时,这些直线变为从两端口离散的曲线,说明其内部的磁场

在很大一个范围内是近似均匀的,仅在靠近两端口处磁感应强度才显著下降,呈现明显的不均匀性。根据上面理论计算,长直螺线管一端的磁感应强度为内腔中部磁感应强度的1/2。

图 (3)

四、实验内容

1.霍尔元件输出特性测量

A .仔细阅读本实验仪使用说明书后,按图(4)连接测试仪和实验仪之间相对应的Is 、V H 和I M 各组连线,Is 及I M 换向开关投向上方,表明Is 及I M 均为正值(即Is 沿X

流体传动与控制2012实验指导书

《液压传动》实验指导书刘玲腾刘继忠编 南昌大学机电工程学院

实验注意事项 一、液压实验是学习液压传动课程的一个重要组成环节,它可以帮助学生加深理解液压传动中的基本概念,巩固加深课堂教学内容;掌握一般液压元件和回路的实验方法及操作技能;增强实际动手能力,培养学生分析问题和解决问题的能力。因此学生对每次实验必须认真对待。 二、在每次实验前,要认真复习课程有关的内容并预习实验指导书。 三、实验前,应在实验台旁熟悉实验设备和仪器、操纵、测量等方法。在教师指导下,按实验指导书中的内容、步骤进行。 四、在实验室内必须遵守实验室有关规章制度。 五、实验完毕,应整理好场地和仪器、工具,切断电源,认真填写实验报告,按期交指导教师批阅。 六、实验成绩作为本课考核成绩的一部份。

目录 一、液压泵拆装 (1) 二、液压阀拆装 (7) 三、节流调速回路性能实验 (10) 四、液压传动系统回路组装实验 (13)

实验一液压泵拆装 一、实验目的 液压元件是液压系统的重要组成部分,通过对液压泵的拆装可加深对泵结构及工作原理的了解。并能对液压泵的加工及装配工艺有一个初步的认识。 二、实验用工具及材料 内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、各类液压泵、液压阀及其它液压元件 三、实验内容及步骤 拆解各类液压元件,观察及了解各零件在液压泵中的作用,了解各种液压泵的工作原理,按一定的步骤装配各类液压泵。 1.轴向柱塞泵 型号:cy14—1型轴向柱塞泵(手动变量) 结构见图1—1 图1-1 (1)实验原理 当油泵的输入轴9通过电机带动旋转时,缸体5随之旋转,由于装在缸体中的柱塞10

电气作业指导书一期教材

山西兴能发电有限责任公司 2×300MW机组烟气脱硝超低排放改造 电 气 施 工 作 业 指 导 书 编制: 审核: 批准: 编制单位:北京北科欧远科技有限公司编制日期:2015年08月13

目录 1.编制依据 (1) 2.工程概况及工程量 (1) 3.作业前必须具备的条件和应作的准备 (1) 4.桥架电缆的安装程序.................................... .5 5.桥架电缆的安装方法和要求 (6) 6.防雷接地的施工程序 (16) 7.防雷接地的施工要求 (17) 8.作业活动中人员的职责分工和权限 (25) 9.作业结束的检查验收和应达到的质量标准 (26) 10.作业环境应达到的要求 (27) 11.作业的安全要求和措施 (27) 12.附录 (31)

1. 编制依据 1.1 北京北科欧远科技有限公司施工图纸及图纸会审纪要; 1.2 北京北科欧远科技有限公司《作业指导书编审、执行制度》; 1.3 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》第9部分:电缆线路施工质量检验DL/T 5161; 1.4 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-2010 1.5 《电力建设安全工作规程》(DL50091-2010); 1.6 施工组织设计。 2. 工程概况及工程量 2.1本项目两台300MW机组烟气脱硝超低排放改造,包括但不限于与改造工程有关的系统、设备和材料采购供货、建筑安装工程、调试、试验及检查、试运行、消缺、最终交付投产等EPC总承包。 2.2工程量统计 3.1作业前必须具备的条件 3.1.1设计图纸及资料齐全; 3.1.2安装设备和材料齐全; 3.1.3安装用的工器具齐全; 3.1.4主厂房及厂区应具备施工条件。 3.2 作业人员配置 3.2.1 电缆管运输人员配置:辅助技工2-3人。

电路实验指导书

实验一万用表原理及应用 实验二电路中电位的研究 实验三戴维南定理 实验四典型信号的观察与测量 实验五变压器的原副边识别与同名端测试

实验一万用表原理及使用 一、实验目的 1、熟悉万用表的面板结构以及各旋钮各档位的作用。 2、掌握万用表测电阻、电压、电流等电路常用量大小的方法。 二、实验原理 1、万用表基本结构及工作原理 万用表分为指针式万用表、数字式万用表。从外观上万用表由万用表表笔及表体组成。从结构上是由转换开关、测量电路、模/数转换电路、显示部分组成。指针万用表外观图见后附。其基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表做表头,当微小电流通过表头,就会有电流指示。但表头不能通过大电流,因此通过在表头上并联串联一些电阻进行分流或降压,从而测出电路中的电流、电压、电阻等。万用表是比较精密的仪器,如若使用不当,不仅会造成测量不准确且极易损坏。 1)直流电流表:并联一个小电阻 2)直流电压表:串联一个大电阻 3)交流电压表:在直流电压表基础上加入二极管 4)欧姆表

2、万用表的使用 (1)熟悉表盘上的各个符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。 (2)使用万用表之前,应先进行“机械调零”,即在没有被测电量时,使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。 (3)选择表笔插孔的位置。 (4)根据被测量的种类和大小,选择转换开关的档位和量程,找出对应的刻度线。 (5)测量直流电压 a.测量电压时要选择好量程,量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时,应先选择最高量程。然后逐步减小到合适的量程。 b.将转换开关调至直流电压档合适的量程档位,万用表的两表笔和被测电路与负载并联即可。 c.读数:实际值=指示值*(量程/满偏)。 (6)测直流电流 a.将万用表转换开关置于直流电流档合适的量程档位,量程的选择方法与电压测量一样。 b.测量时先要断开电路,然后按照电流从“+”到“-”的方向,将万用表串联到被测电路中,即电流从红表笔流入,从黑表笔流出。如果将万用表与负载并联,则因表头的内阻很小,会造成短路烧坏仪表。 c.读数:实际值=指示值*(量程/满偏)。 (7)测电阻 a.选择合适的倍率档。万用表欧姆档的刻度线是不均匀的,所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度较稀的部分为宜,且指针接近刻度尺的中间,读数越准确。一般情况下,应使指针指在刻度尺的1/3~2/3之间。

电气控制柜组装作业指导书

电气控制柜作业指导书 编制:顾鸣 审核: 批准:

2013年7月12日一目的:对电气控制柜装配工序及组装接线进行控制,确保工序质量满足规定要求。 二适用范围:适用于电气控制柜的装配工序和质量控制。 三内容: 3.1电气控制柜组装作业指导书 1、总则 本作业指导书规定了适用于本公司组织生产的电气控制柜组装工艺过程。 2、设备和工具 2.1设备:号码打印机、切割机等。 2.2工具:螺丝刀、尖嘴钳、剥线钳、压线钳、万用表、扳手、钢卷尺、角尺、电烙铁、游标卡尺、剪刀等。 3、装配规范 3.1 在产品装配前,应对下列各项逐一进行检查,做好工艺准备。 3.1.1整体查看壳体是否符合合同的防护等级要求,见表1。不符合要求的不得安装

3.1.2结构应该符合该型号产品结构的要求,产品应有固定的安装孔。 3.1.3 门应能在大于90°角内灵活转动,门在转动过程中不应损坏漆膜,不应使电器元件受到冲击,门锁上后不应有明显的晃动。检验方法:手执门锁轻轻推拉,移动量不超过1.5㎜。 3.1.4壳体焊接应牢固,焊缝应光洁均匀,不应有焊穿、裂缝、咬边、溅渣、气孔等现象,焊药皮应清除干净。 3.1.5壳体表面处理后,漆膜表面应丰满、色彩鲜明、色泽均匀、平整光滑、用肉眼看不到刷痕、皱痕、针孔、起泡、伤痕、斑痕、手印、修整痕迹、露底及沾附的机械杂质等缺陷。 3.1.6 产品上所有电镀件的镀层(包括元器件本身的电镀件的镀层及紧固件)不得有起皮、脱落、发黑、生锈等现象。 3.2 元器件装配工艺及要求 3.2.1 产品内选择的电器元件和材料,必须符合认证产品要求和顾客图纸的要求,在不影响产品内在质量要求的前提下,可以征得相关批准进行认证规定范围内的代用。但同批成套产品的同一型号元器件应选择同一厂家。 3.2.2元器件必须采用取得强制性产品认证的厂家生产的合格产品,非认证产品不得使用。 3.2.3产品上的所有指示灯和按钮规格颜色应符合原理图或接线图的规定。 3.2.4 所有元器件应按照其制造规定的安装使用条件进行安装使用,其倾斜度不大于5°,必须保证电气的飞弧对操作者及其他元器件不产生危害,手动操作的元器件,操作机构应灵活,无卡阻现象。 3.2.5所有元器件的安装必须便于操作,馈线,维修,行线。安装后元器件的铭牌便于观察,无法观察到得,必须重做铭牌粘贴于显眼处。元器件操作时不受空间的妨碍,不能触及带电体及其它部位。 3.2.6保证一、二次线的制作和安装距离。 3.2.7同一批次相同产品的装配应一致。 3.2.8所有元器件均应牢固的固定在导轨或支架上,每个元器件应标注醒目的符号,使用的符号或代号必须与原理图或接线图一致。 3.2.9 辅助电路导线的端头与元器件连接时,必须穿导线号码管,标号应正确清楚、完善牢固、有永久的附着力,标号必须与接线图标号一致。 3.2.10满足电器元件产品说明书的要求。例如,满足散热,飞弧距离,电气间隙和爬电距离等的要求。低压电器元器件装配后电气间隙和爬电距离应不小于表2规定。 3.3.紧固件的使用 3.3.1元器件的安装一律打孔攻丝(少数经过特批的可以采用铆钉或电动自攻螺丝),特殊情况并螺帽,不得采用电动自攻螺丝。用以固定元器件及压线紧固螺钉应拧紧,无打滑及损坏镀层涂层现象,并有防松措施,拧紧后螺纹露出螺母或丝扣的固定板长度2-5牙(平垫的弧面朝向螺帽)。不接线的螺钉也应拧紧。 3.3.2用以与涂层连接的元器件应采用爪型垫片,以保证与壳体接触良好,符合保护电路连

工程热力学实验 二氧化碳PVT实验指导书(2012.06.07)

二氧化碳临界状态观测及p-v-T关系的测定 一、实验目的 1. 观察二氧化碳气体液化过程的状态变化和临界状态时气液突变现象,增加对临界状态概念的感性认识。 2. 加深对课堂所讲的工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。 3. 掌握二氧化碳的p-v-T关系的测定方法,学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。 4. 学会活塞式压力计、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。 二、实验原理 当简单可压缩系统处于平衡状态时,状态参数压力、温度和比容之间有确切的关系,可表示为: (,,)=0 (7-1-1) F p v T 或 =(,) (7-1-2) v f p T 在维持恒温条件下、压缩恒定质量气体的条件下,测量气体的压力与体积是实验测定气体p-v-T关系的基本方法之一。1863年,安德鲁通过实验观察二氧化碳的等温压缩过程,阐明了气体液化的基本现象。 当维持温度不变时,测定气体的比容与压力的对应数值,就可以得到等温线的数据。 在低于临界温度时,实际气体的等温线有气、液相变的直线段,而理想气体的等温线是正双曲线,任何时候也不会出现直线段。只有在临界温度以上,实际气体的等温线才逐渐接近于理想气体的等温线。所以,理想气体的理论不能说明实际气体的气、液两相转变现象和临界状态。 二氧化碳的临界压力为73.87bar(7.387MPa),临界温度为31.1℃,低于临界温度时的等温线出现气、液相变的直线段,如图1所示。30.9℃

是恰好能压缩得到液体二氧化碳的最高温度。在临界温度以上的等温线具有斜率转折点,直到48.1℃才成为均匀的曲线(图中未标出)。图右上角为空气按理想气体计算的等温线,供比较。 1873年范德瓦尔首先对理想气体状态方程式提出修正。他考虑了气体分子体积和分子之间的相互作用力的影响,提出如下修正方程: ()()p a v v b RT + -=2 (7-1-3) 或写成 pv bp RT v av ab 320-++-=() (7-1-4) 范德瓦尔方程式虽然还不够完善,但是它反映了物质气液两相的性质和两相转变的连续性。 式(7-1-4)表示等温线是一个v 的三次方程,已知压力时方程有三个根。在温度较低时有三个不等的实根;在温度较高时有一个实根和两个虚根。得到三个相等实根的等温线上的点为临界点。于是,临界温度的等温线在临界点有转折点,满足如下条件: ( )??p v T =0 (7-1-5)

电气工程作业指导书

电气工程作业指导书 第一章技术准备阶段 1、图纸会审时应主要审核电气器具、设备与设备层、顶层及暖气环路层的暖气片位置、各类风管、水平线槽、干管走向、厨房内操作台、吊柜、煤气、洗菜盆、烟道、卫生间内的脸盆、门厅处吊柜的位置,仔细核对相关专业图纸尺寸,发现有不合理处,在设计交底时办理一次性的变更洽商。 2、住宅室内插座及灯具平面位置尺寸应在审图阶段(施工预留预埋前)确定,并标注在施工平面图上.注意客厅、主卧等预留空调插座房间的暖气立管,如无设计要求,插座一律距结构外墙为500mm(注意考虑内保温墙的厚度)。 3、预留在二次结构内安装的线管位置必须与土建建筑图核对细部尺寸,不得利用电气平面图比例测量,以防产生误差。 4、工程主要部位:设备间、变配电室、消防泵房、中水机房、直燃机房、空调机房、多功能厅、竖井等部位,主电源的敷设方式(桥架、线槽、电缆)及走向位置必须与设备专业工长,在图纸会审阶段进行专业间的技术磋商与协调,落实图纸中有关专业施工存在的问题,尽量避免管道交叉,位置重合或安装后位置不符合施工规范等问题,必须在设计交底时办理一次性的变更洽商。消防泵房、中水机房、给水机房、直燃机房、空调机房等,循环泵电源管及其他设备电源管,与设备基础的地线跨接应按

“2005年92DQ13-1(46页)”做法施工。 5、为确保管路走向合理,施工前对标准层暗敷设的管路绘制实际走向管线的翻样图,做到标准层强弱电管路走向一致、做法一致,设备原件的位置统一,管线最大程度走近距离。 6、图纸会审后,对各设备间、变配电室、强弱电竖井线槽桥架及插接母线必须做走向、标高翻样图,厂家确定后,要求厂家根据实际现场情况进行二次翻样,翻样图未审定前不得进行加工,材料进场时按照翻样图进行验收,减少浪费,翻样图作为加工施工订货及现场的原始依据。特此强调,强电竖井落地配电柜及配电柜计量柜,电源进线建议采用下进线方式。 7、依据图纸竖井轴线、配电柜的位置、配电柜的尺寸,在本层地面预留预埋与电缆匹配的钢套管,套管要做地线跨接。竖井内垂直线槽预制加工时,根据上层配电柜进线(电缆)的大小,要求厂家在垂直线槽侧面上预留出线孔(以丁字三通形式留有线槽接头)。本层配电柜进线采用已预留的套管、与进线(电缆)匹配的线槽,在配电柜的下层与垂直线槽连接;线槽与配电柜PE排应做地线连接。如要一根电缆供三层电源用,层与层之间可采用镀锌钢管穿电缆或用“T”接线卡(每种施工方法均要求有设计签认的文字资料)。 A.钢管穿电缆方式:柜的上方开孔明配管与上层箱柜连接,但在配电柜制作时,应要求厂家柜内加设相线端子排。 B.“T”接卡连接方法:接线卡可放置在接线盒或封闭式线槽内,但放置在线槽内时在相应部位的线槽盖必须能够拆除检修。 8、防雷接地及等电位联结:电气工程图纸,设计对等电位联结要求有的不够详细,如卫生间、进出建筑物的金属管道设计图纸只是说明要做等电

201209级《发动机原理》实验指导书.

《发动机原理》课程实验指导书彭辅明袁守利编 汽车工程学院 2012年4月

前言 1.实验总体目标、任务与要求 1、巩固所学的理论知识、加深对内燃机性能实验的认识和了解。 2、掌物内燃机性能试验和某些专项试验的试验方法。 3、了解内燃机试验台架的基本组成和常用测试仪表的结构及其工作原理,并掌物其使用方法。 4、掌物对实验数据进行处理以及对实验结果进行分析的基本方法。 2.适用专业 热能与动力工程、车辆工程、汽车服务工程 3.先修课程 《发动机构造》、《热能与动力机械测试技术》。 4.实验项目与学时分配(见表一) 5. 实验改革与特色 通过学生在实验过程中的实际操作,培养学生的实验技能和实际动手的能力,进一步加深对理论知识的掌物和理解。

实验一发动机速度特性 1、掌物发动机速度特性的试验方法。 2、学会对实验数据进行处理,对实验结果进行分析;并绘制发动机速度特性曲线图。 二、实验条件 1、东南4A91电控汽油发动机机(Pemax=77Kw/6000r/min)一台 2、CW150型电涡流测功机一台 3、FST2S发动机数控试验台一台 3、FCM-D转速油耗测量仪一台 4、温度计一只 5、大气压力计一只 6、93#车汽油 20升 三、实验原理 发动机速度特性:在发动机油门开度一定(部分开度或全开)的情况下,研究其功率Pe、扭矩Ttq、耗油量B及燃油消耗率be与转速n之间的关系。 四、实验内容和要求 1、调整测功机负荷及指挥全组协调动作,一人;测功机负荷的调整应均匀、准确,尽量避免大幅度增加或减小测功机负荷,造成发动机的转速剧烈波动。 2、调节、监视发动机油门,一人;当发动机出现异常情况时应立即减小或关闭发动机油门。 3、测量发动机转速和油耗,一人;测量转速时,应注意转速的上下波动情况,当转速的波动值超过±20r/min,该组实验数据应视为无效并重做。 4、调节,监视发动机冷却水出水温度,一人;保持发动机冷却水出水温度稳定在80±5℃范围内,出现气阻现象(无冷却水排除或冷却水出水温度超过100℃),应立即报告,以便及时停机。 5、监视发动机机油压力、温度,一人;出现异常情况应及时报告。 6、记录发动机扭矩(测功机读数)Ttq、发动机转速n、耗油质量△m和耗油时间△t, 一人;实验数据记录应准确无误。 7、绘制实验监督曲线,一人;当发现实验过程中因某些特殊原因而引起误差过大的点,应及时指出,以便补测校正。 五、实验方法与步骤 1、按照附录一《发动机台架试验安全操作规范》,作好试验前的准备工作。确认发

电气作业指导书94890

1上岗前人员资质要求 1.1 没有接受过安全生产技术教育和培训的人员不能进行施工作业。 1.2 施工作业时应持入厂证进入现场作业,特殊工种人员还应持有特殊工种操作证。 1.3 严格执行各项规章制度,不违纪,不违章;对本岗位的安全生产工作负直接责任。1.4 严格执行本工种安全操作规程,妥善保管和使用各种机具。 1.5 严格执行施工方案、安全技术措施及各种票证制度,并接受安全监督部门的检查。 2 作业人员劳动防护要求 2.1 穿戴好劳动保护用品。进入现场时,一定要穿好防护衣、鞋。戴上安全帽和防护手套;高空作业要系上安全带;配合电气焊作业时,要戴好黑色护目镜。 2.2 在有毒气、窒息性、刺激性或腐蚀性的气体、液体和粉尘施工现场作业或检修时,首先要进行取样化验分析,合格后方能进入现场,同时必须戴上口罩、护镜或防毒面具。 2.3 在进入阴暗、潮湿的场所及有水的金属容器内施工和检修时,除了采用电压为12V的安全照明灯外,还应穿绝缘胶鞋,戴绝缘手套。 3 施工作业过程安全控制 3.1 作业前准备:分为技术准备、材料准备、机具准备; 3.1.1 技术准备。 施工图纸经过有关部门会审,施工方案已经批准,技术交底和必要的技术培训完成后,施工图纸交至施工人员。施工人员应按设计图纸进行施工,修改设计和材料代用应经设计部门审批。施工前施工人员应认真熟悉图纸和有关技术资料,对施工工程的工艺流程、设备的型号、材质、规格都要了解清楚,做到心中有数。同时,施工前要到施工现场实际详细核对图纸,密切配合,发现问题及时提请有关部门解决。在施工程序、施工方法、质量标准和操作规程等要求在施工中要严格执行; 3.1.2 材料准备。 材料准备即施工中用的电气设备,电缆、、电缆保护管、镀锌钢管、电缆槽盒以及其它辅助材料的准备,所有材料应符合图纸和技术要求。对有特殊要求的应按有关规范、标准进行校核性试验;各种材料的领用要有领用手续。对特殊材料的领用要由施工负责人亲自领用。 3.1.3机具准备。 根据施工方案和施工现场具体情况,准备必要的工具和机具,也可根据需要制作专用工准备的工具要求齐全、无损伤;对于施工用电动工具还应检查其电气绝缘性能是否合格。 3.1.4施工安全的一般规定

电路实验指导书-

电路分析 实 验 指 导 书 安徽科技学院 数理与信息工程学院

实 验 内 容 实验一 电阻元件伏安特性的测量 一、实验目的 (1)学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方法。 (2)学习直流稳压电源、万用表、直流电流表、电压表的使用方法。 二、实验原理及说明 (1)元件的伏安特性。如果把电阻元件的电压取为横坐标(纵坐标),电流取为纵坐标(横坐标),画出电压和电流的关系曲线,这条曲线称为该元件的伏安特性。 (2)线性电阻元件的伏安特性在μ-i(或i-μ)平面上是通过坐标原点的直线,与元件电压或电流的方向无关,是双向性的元件,如图2.1-1,元件上的电压和元件电流之间的关系服从欧姆定律。元件的电阻值可由下式确定:α=μ= tg m m i R i u ,其中m u 、m i 分别为电压和电流在μ-i平面坐标上的比例尺,α是伏安特性直线与电流轴之间的夹角。我们经常使用的电阻器,如金属膜电阻、绕线电阻等的伏安特性近似为直线,而电灯、电炉等器件的伏安特性曲线或多或少都是非线性的。 (3)非线性电阻元件的伏安特性不是一条通过原点的直线,所以元件上电压和元件电流之间不服从欧姆定律,而元件电阻将随电压或电流的改变而改变。有些非线性电阻元件的伏安特性还与电压或电流的方向有关,也就是说,当元件两端施加的电压方向不同时,流过它的电流完全不同,如晶体二极管、发光管等,就是单向元件,见图2.1-2。 根据常见非线性电阻元件的伏安特性,一般可分为下述三种类型: 1)电流控制型电阻元件。如果元件的端电压是流过该元件电流的单值函数,则称为电流控制型电阻元件,如图2.1-3(a )所示。 2)电压控制型电阻元件。如果通过元件的电流是该元件端电压的单值函数,则称为电压控制型电阻元件,如图2.1-3(b)所示。 3)如果元件的伏安特性曲线是单调增加或减小的。则该元件既是电流控制型又是电压控制型的电阻元件,如图2.1-3(c )所示。 (4)元件的伏安特性,可以通过实验方法测定。用电流表、电压表测定伏安特性的方法,叫伏安法。测试线性电阻元件的伏安特性,可采用改变元件两端电压测电流的方法得到,或采取改变通过元件的电流而测电压的方法得到。

电子_基础实验指导书 2012

电子科技专业基础实验 电子科学与技术学院编 2012.1

电子科技专业基础实验 1 微波基本测量 (1) 2 二维电场的模拟实验 (7) 3 电磁波的布拉格衍射实验 (12) 4 射频图像传输 (16) 5 偏振光实验 (23) 6 光源光谱特性的测量 (29) 7 光磁共振实验 (32) 8 半导体光电导实验 (41) 9 光栅实验 (47) 10 单色仪的标定实验 (51) 11 迈克尔逊干涉仪 (54) 12 半导体光伏效应实验 (60) 13 半导体霍尔效应实验 (66) 14 PN结正向压降温度特性实验 (72) 15 半导体少数载流子寿命测量 (77) 16 四探针测电阻率实验 (80)

实验1 微波基本测量技术 一.实验目的 1. 学习微波的基本知识; 2. 了解波导测量系统,熟悉基本微波元件的作用; 3.了解微波在波导中传播的特点,掌握微波基本测量技术; 4.掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法; 5.学习用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。 二.实验原理 (一)微波基本知识 在微波波段,随着工作频率的升高,导线的趋肤效应和辐射效应增大,使得普通的双导线不能完全传输微波能量,而必须改用微波传输线。常用的微波传输线有平行双线、同轴线、带状线、微带线、金属波导管及介质波导等多种形式的传输线,本实验用的是矩形波导管,波导是指能够引导电磁波沿一定方向传输能量的传输线。 传输线的特性参量与工作状态在波导中常用相移常数。波导波长,驻波系数等特性参量来描述波导中的传输特征,对于一个横截面为b a ×的矩形波导中的TE 10波: 自由空间波长 /c f λ=, 截止(临界)波长 2c a λ=, 波导波长 /g λλ= (1) 相移常量 2/g βπλ=,, 反射系数 Γ=E 反/E 入 驻波比 max min /E E ρ=, 由此可见,微波在波导中传输时,存在着一个截止波长c λ,波导中只能 传输λ<c λ的电磁波。波导波长g λ>自由空间波长λ。 在实际应用中,传输线并非是无限长,此时传输线中的电磁波由人射波 和反射波迭加而成,传输线中的工作状态主要决定于负载的情况。 (1)波导终端接匹配负载时,微波功率全部被负载吸收,无反射波, 波导中呈行驻波状态.此时|Γ|=0,ρ=l 。

电路实验指导书

实验一元件伏安特性的测试 一、实验目的 1.掌握线性电阻元件,非线性电阻元件及电源元件伏安特性的测量方法。 2.学习直读式仪表和直流稳压电源等设备的使用方法。 二、实验说明 电阻性元件的特性可用其端电压U与通过它的电源I之间的函数关系来表示,这种U与I的关系称为电阻的伏安关系。如果将这种关系表示在U~I平面上,则称为伏安特性曲线。 1.线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线,该直线斜率的倒数就是电阻元件的电阻值。如图1-1所示。由图可知线性电阻的伏安特性对称于坐标原点,这种性质称为双向性,所有线性电阻元件都具有 这种特性。 -1 图 半导体二极管是一种非线性电阻元件,它的阻值随电流的变化而变化,电压、电流不服从欧姆定律。半导体二极管的电路符号用 表示,其伏安特性如图1-2所示。由图可见,半导体二极管的电阻值随着端电压的大小和极性的不同而不同,当直流电源的正极加于二极管的阳极而负极与阴极联接时, 二极管的电阻值很小,反之二极管的电阻值很大。 2.电压源 能保持其端电压为恒定值且内部没有能量损失的电压源称为理想电压源。理想电压源的符号和伏安特性曲线如图1-3(a)所示。 理想电压源实际上是存在的,实际电压源总具有一定的能量损失,这种实际电压源可以用理想电压源与电阻的串联组合来作为模型(见图1-3b)。其端口的电压与电流的关系为: s s IR U U- = 式中电阻 s R为实际电压源的内阻,上式的关系曲线如图1-3b 所示。显然实际电压源的内阻越小,其特性越接近理想电压源。 实验箱内直流稳压电源的内阻很小,当通过的电流在规定的范围内变化时,可以近似地当作理想电压源来处理。 (a) (b) i s I 1

380V220V低压成套配电装置安装作业指导书

目录 一、编制依据 (2) 二、作业任务 (2) 三、作业准备及作业环境条件 (3) 四、施工进度安排 (3) 五、作业方法及施工要求 (4) 六、作业质量标准及检验要求 (7) 七、职工安全健康与环境管理………………………………………………8-9

380V/220V低压成套配电装置安装 一、编制依据 1、中南电力设计院关于新疆楚星能源五星热电联产新建工程《380/220V机组PC-MCC配置接线及布置安装图》D0502图册、《380/220V公用PC-MCC配置接线及布置安装》D0503图册、《380/220V空冷系统配置接线及布置安装图》D0505图册、《3380/220V保安PC-MCC配置接线及布置安装图》D0504图册、《380/220V除尘系统配置接线及布置安装图》D0506图册、《380/220V 供水系统配置接线及布置安装图》D0508图册等; 2、新疆楚星能源五星热电联产新建工程施工组织总设计及电气专业施工组织设计; 3、380V低压开关柜的厂家资料; 4、《电力装置安装工程母线装置施工及验收规范》GBJ149-90; 5、《电力装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》GB50171-92; 6、《电气装置安装工程质量检验及评定规程》; 7、《工程建设标准强制性条文》电力工程部分-2006版; 8、《职业安全卫生与环境管理规程》。 二、作业任务 2.1 工程概况及作业范围 新疆楚星能源五星热电联产新建工程380/220V厂用电接线低压厂用电接线方式采用PC-MCC接线方式,中性点直接接地。主厂房内对应每台机组设置1台低压工作厂变(1000kVA)工作母线段。每台机组设置两台专用的空气冷却器变压器(1600kVA)和PC段。全厂设两台公用变(1600kVA),互为备用,公用母线分为两段。在主厂房内,设一台备用变压器(1600kVA),作为两台机组的备用电源。在除尘除灰综合楼每炉设一台除尘变(1600kVA)及母线段。在输煤配电楼设置两段输煤PC母线。在脱硫区域设置两段PC母线。在化学水处理车间设置两段PC母线。在综合水泵房车间设置两段PC段。在厂前区生产办公楼设置两段PC母线。 2.2 工程量 380V/220V低压成套配电装置安装施工主要工作量: a.基础槽钢安装。 b.母线桥安装。 c.盘柜柜安装。

单片机原理实验指导书(2012.10)

《单片机原理》实验指导书 计算机科学与技术系2012年8月

目录 第一部分单片机仿真实验 (1) 实验一:流水灯实验 (1) 实验二:中断实验 (4) 实验三:定时器中断实验 (6) 实验四:串行口实验 (9) 实验五:矩阵式键盘输入识别 (13) 实验六:LCD循环显示设计 (19) 第二部分单片机硬件实验............................错误!未定义书签。第一章试验箱系统概述 ...................................错误!未定义书签。 一、系统地址分配........................................... 错误!未定义书签。 二、系统接口定义........................................... 错误!未定义书签。 三、通用电路简介........................................... 错误!未定义书签。第二章实验指导...............................................错误!未定义书签。实验七P1口亮灯和P1口加法器实验........... 错误!未定义书签。实验八简单I/O口扩展(选作).................. 错误!未定义书签。实验九8255控制交通灯................................ 错误!未定义书签。实验十128*64LCD液晶显示 .......................... 错误!未定义书签。

第一部分单片机仿真实验 实验一:流水灯实验 一、实验目的: 通过对P3口地址的操作控制8位LED流水点亮,从而认识单片机的存储器。 二、实验原理图 实验参考电路图如下: 三、参考实验程序 //流水灯实验 #include //包含单片机寄存器的头文件 sfr x=0xb0; //P3口在存储器中的地址是b0H,通过sfr可定义8051内核单片机 //的所有内部8位特殊功能寄存器,对地址x的操作也就是对P1口的

数字电路实验指导书2016

***************************************************** ***************************************************** *********************************************** 数字电路 实验指导书 广东技术师范学院天河学院电气工程系

目录 实验系统概术 (3) 一、主要技术性能 (3) 二、数字电路实验系统基本组成 (4) 三、使用方法 (12) 四、故障排除 (13) 五、基本实验部分 (14) 实验一门电路逻辑功能及测试 (14) 实验二组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算) (18) 实验三译码器和数据选择器 (43) 实验四触发器(一)R-S,D,J-K (22) 实验五时序电路测试及研究 (28) 实验六集成计数器161(设计) (30) 实验七555时基电路(综合) (33) 实验八四路优先判决电路(综合) (43) 附录一DSG-5B型面板图 (45) 附录二DSG-5D3型面板图 (47) 附录三常用基本逻辑单元国际符号与非国际符号对照表 (48) 附录四半导体集成电路型号命名法 (51) 附录五集成电路引脚图 (54)

实验系统概述 本实验系统是根据目前我国“数字电子技术教学大纲”的要求,配合各理工科类大专院校学生学习有关“数字基础课程,而研发的新一代实验装置。”配上Lattice公司ispls1032E可完成对复杂逻辑电路进行设计,编译和下载,即可掌握现代数字电子系统的设计方法,跨入EDA 设计的大门。 一、主要技术性能 1、电源:采用高性能、高可靠开关型稳压电源、过载保护及自动恢复功能。 输入:AC220V±10% 输出:DC5V/2A DC±12V/0.5A 2、信号源: (1)单脉冲:有两路单脉冲电路采用消抖动的R-S电路,每按一次按钮开关产生正、负脉冲各一个。 (2)连续脉冲:10路固定频率的方波1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。 (3)一路连续可调频率的时钟,输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。 (4)函数信号发生器 输出波形:方波、三角波、正弦波 频率范围:分四档室2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20HZ。 3、16位逻辑电平开关(K0~K15)可输出“0”、“1”电平同时带有电平指示,当开关置“1”电平时,对应的指示灯亮,开关置“0”电平时,对应的指示灯灭,开关状态一目了然。 4、16位电平指示(L0~L15)由红、绿灯各16只LED及驱动电路组成。当正逻辑“1”电平输入时LED红灯点亮,反之LED绿灯点亮。

GGD配电柜作业指导书

深圳煜欣电气 GGD型配电柜作业指导书 一、总则 本指导书适用于GGD型配电柜,作为生产装配过程中的工艺指导。 二、引用标准 《主回路(一次回路)配线工艺守则》 Q/ON-OFF-GY-01 《辅助回路(二次回路)配线工艺守则》 Q/ON-OFF-GY-02 1.元件安装 GGD型配电柜结构架用 相离孔距 1.1分工 一次配线工负责安装主回路元件、配电柜内辅助回路元件,二次配线工负责安装仪表门上的辅助回路元件。 1.2元件安装 1.2.1元件安装时有元件布置图的依据元件布置图进行安装。 1.2.2元件安装时,如果没有元件布置图,依据电气原理图布件时,要综合考虑柜体的安装方式,用 户的进出线要求,空开、接触器的飞弧距离,一次配线所需要的空间,确定 N、PE排的安装位置等。在方便配线的同时,要保证用户的进出线空间、空开、接触器的飞弧距离,电器间隙及爬电距离。 进线刀开关及主空开进出线方式---根据技术图纸要求确定进出线电缆方式。 1.2.3一次回路元件安装 A. HD13BX和HS13BX型旋转操作式刀开关安装:

柜背面 调整刀开关:开关操作杆进行旋转,调整连杆螺母,开关接点分合到位。

图2 框架开关安装

C.塑壳开关: 注:当主回路元件容量较小,数量较多,控制回路元件,采用导线制作可以考虑线槽布件。 图5 柜内接线端子安装

图8 柜门标签粘贴

3一次线配制 3.1一次线配制前期工作: 根据图纸及元件容量及进出线,确定铜母线和导线截面、母线走向、联接;依据连接和进、出线确定铜母线支撑。标准GGD柜汇流母线柜顶为三相相线,柜后低部安装N、PE排。 配电柜内部,母线夹安装

2012-AutoCAD实验指导书

实验一熟悉AutoCAD基本环境及设置 一实验目的 1、熟悉AutoCAD的软硬件环境、启动、退出、文件管理等方法; 2、熟悉AutoCAD的工作界面、系统配置的修改等; 3、熟悉键盘和鼠标输入命令的方法。 二实验内容 1、认识AutoCAD的硬件及设备配置,学习启动、退出AutoCAD; 2、练习文件管理,包括新建文件、打开旧文件、保存、另存文件等操作; 3、练习用“选项”对话框进行常用的缺省配置修改; 4、练习用键盘和鼠标输入命令,学习工作界面中各部分功能区的使用。 三实验过程及说明 1.启动AutoCAD 进入WindowsXP开始界面后,用鼠标双击桌面上AutoCAD图标,或执行“开始”菜单中AutoCAD命令启动AutoCAD。 2.进入AutoCAD后基本练习 1)新建一文件,分别用“从草图开始”、“使用样板”、“使用向导”三种创建方法; 2)对应三种不同的创建新图的方法,练习绘图界限(LIMITS)、绘图单位(UNITS)等基本设置的操作; 3)熟悉工作界面,主要包括:标题行、下拉菜单、功能区、绘图区、工具栏(标准、绘图屏幕菜单)、命令提示区、状态栏、滚动条、十字光标等,如图1-1所示; 图1-1 AutoCAD 界面的构成

4)了解系统配置选项的修改,通过“选项”对话框练习常用的三项修改:绘图背景色、按实际情况显示线宽、自定义右键功能;(选择“显示”选项卡,修改绘图区背景颜色为白色;选择“用户系统配置”选项卡,设置线宽随图层、按实际大小显示;选择“用户系统配置”选项卡,自定义右键功能。) 说明:其它选项的缺省配置是否修改,根据具体情况自定。 3.退出AutoCAD 退出时,切不可直接关机(会丢失文件),应按下列方法之一进行: 1)从下拉菜单中选取:“文件”→“退出” 2)从键盘键入:EXIT或QUIT 3)单击工作界面标题行右边的“关闭”按钮 如果当前图形没有全部存盘,输入退出命令后,AutoCAD会弹出“退出警告”对话框,操作该对话框后,方可安全退出AutoCAD。 4.用键盘和鼠标练习输入命令LINE、ERASE、UNDO、REDO、ESC等。 1)用LINE命令画几组直线。通过练习要熟悉“C”选项和“U”选项的应用; 2)用ERASE命令擦除。通过它要逐步熟悉3种选择实体的方式;(窗交,框选,单选) 3)用UNDO(U)命令撤销前3个命令,用REDO返回一个命令; 4)用ESC终止命令,回到“Command:”提示符下。 注意: 所有命令在“Command:”提示符下输入,可用键盘直接输入命令名,也可再下拉菜单、功能区或屏幕菜单中直接点取;操作命令中需要选项时,请单击右键,使用右键菜单选项。 四实验题目 1)用NEW命令新建一张图(图幅为A3),进行基本设置后,运用键盘、鼠标等输入命令画图。以实验报告形式说明你新建该图形的步骤及设置情况。 2)用QSAVE命令指定路径,已“一面视图”为名保存。 3)用SAVE AS(另存为)命令将图形另存到软盘上或硬盘上的另一处。 4)关闭当前图形,用OPEN命令打开图形文件“一面视图”。 5)练习结束,关闭当前图形,正确退出AutoCAD。 6)以实验报告形式回答以下问题: (1)AutoCAD的操作界面由哪几部分组成?各部分的作用是什么? (2)如何设置作图窗口的颜色和十字光标的大小? (3)图形文件的“Save”(保存)与“Save as”(另存)有何区别?

电气检修作业指导书通用版

管理制度编号:YTO-FS-PD354 电气检修作业指导书通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

电气检修作业指导书通用版 使用提示:本管理制度文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理,通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态,从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用。 1准备阶段 工作人员穿戴好手套、工作服、帽等 1.1原则 电气设备检修工作应贯彻“预防为主”和“维修按时、修理按需”的原则。 1.2故障 电气设备出现故障时,应及时向电工或安全科报告,请电工检修,经验收正常后,方可投入运行。 1.3作业 电气设备的检修,必须由持证电工进行。 2实施阶段 2.1切断电源。先切断电源,保证电源全部被切除。 2.2禁示牌。悬挂各种警示牌,必要时,用栅栏围起。 2.3操作。按《电气设备检修规程》操作 3.结束阶段 3.1验收

检修完毕后,应做好各项验收工作,通知各部门,确保安全后,再接通电源。 该位置可输入公司/组织对应的名字地址 The Name Of The Organization Can Be Entered In This Location

成套电柜制作作业指导书

成套电柜制作作业指导书 1目的 规范本公司成套1KV以下电控柜、箱的生产;确保产品质量。 2适用范围 本规定适用本公司1KV以下成套电控柜、箱的制作。 3职责 3.1电工组负责电柜的生产,自检,入库。 3.2工艺部负责元件清单表格、工艺卡的制作。 3.3 调试人员负责电柜、箱的半成品性能测试,送检。 4作业内容 4.1工作前准备 4.1.1工作台面整洁。 4.1.2 劳保用品齐全:穿戴工作鞋、工作服。 4.1.3 任务明确,仔细阅读相关的受控版本电气图纸。 4.2材料接收,线号头的制作 4.2.1领班按生产计划、工艺技术文件领取电气元件后,发放给制作人。制作人在制作中应 进行检查,型号与图纸相符,外表无缺损。 4.2.2安装与拆卸困难的电气元器件,用仪器测试后安装。 4.2.3电箱外观无变形、无明显碰撞凹痕、油漆无划伤,门开关自如,对于电箱箱体有备用 航插的需要用塑料闷盖及时封堵。大件箱体搬运时应通知领班,由领班组织搬运。制作时做好油漆防护工作。 4.2.4根据受控电气接线图制作线号头 4.2.4.1设备中辅助电路的连接线,均应在两端套装相同标号头。 4.2.4.2所有标号头应根据接线图所注明的数字,将其输入C-210T线号机,打印在专用套 管上,套管直径应与套装的导线粗细配合,具体规格详见表一。 表1

4.2.4.3标号头的长度。由线号机自行输出,标号头的套装要求数字排列方向统一。水平套 装,数字从左到右,垂直套装,数字从下到上。(如图一)标号头要求字迹清晰、正 确,标号头一般不可用手写。 图一、 4.3电气元件的固定 4.3.1划线:根据受控电气图元件布置图,先以安装板上边为基准,用钢尺确认各点,油性 笔标识。角尺 和钢尺配合划出中心,依次确认各点。横向每隔300mm装一个固定点,竖向每隔400mm 装一个固定

参考答案 模拟电子技术实验指导书(2012)

实验一 常用电子仪器的使用 一、 实验目的 1.熟悉示波器,低频信号发生器和晶体管毫伏表等常用电子仪器面板,控制旋钮的名称,功能及使 用方法。 2.学习使用低频信号发生器和频率计。 3.初步掌握用示波器观察波形和测量波形参数的方法。 二、实验原理 在电子电路实验中,经常使用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起,可以完成对电子电路的静态和动态工作情况的测试。 实验中要对各种电子仪器进行综合使用,可按照信号流向,以连线简捷,调节顺手,观察与读数方便等原则进行合理布局,各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1—1所示。接线时应注意,为防止外界干扰,各仪器的共公接地端应连接在一起,称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线,示波器接线使用专用电缆线,直流电源的接线用普通导线。 图1—1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 1. 低频信号发生器 低频信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20V (峰-峰值)。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮,可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。低频信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。 低频信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。 2.交流毫伏表 交流毫伏表只能在其工作频率范围之内,用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏,测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上,然后在测量中逐档减小量程。 3.示波器 示波器是一种用途极为广泛的电子测量仪器,它能把电信号转换成可在荧光屏幕上直接观察的图象。示波器的种类很多,通常可分通用、多踪多线、记忆存贮、逻辑专用等类。 双踪示波器可同时观测两个电信号,需要对两个信号的波形同时进行观察或比较时,选用双踪示波器比较合适。 本实验要测量正弦波和方波脉冲电压的波形参数,正弦信号的波形参数是幅值U m 、周期T (或频率f )和初相;脉冲信号的波形参数是幅值U m 、周期T 和脉宽T P 。幅值U m 、峰峰值U P-P 和有效值都可表示正弦量的大小,但用示波器测U P-P 较方便(用万用表交流电压档测得的是正弦量的有效值U= 2 m U )。由于频率f= T 1 , 所以测出周期T ,即可算得频率。矩形脉冲电压,可用周期T ,脉宽T P 和幅值U m 三个参数来描述。T P 与T 之比称为占空比。 三、 实验内容和步骤

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