示波器和毫伏表的使用.pptx

【实训目的实训目的】1熟悉电工实验实训室工频电源的配置。2会用万用表测量交流电压。3了解试电笔的构造，学会试电笔的使用。4了解函数信号发生器、钳形电流表等仪器仪表。实训项目七实训项目七 正弦交流电的识别、测量与测试正弦交流电的识别、测量与测试第1页/共55页 正弦交流电一般用字母正弦交流电一般用字母“ACAC”或符号或符号“”表示，其大小通常用表示，其大小通常用有效值表示。有效值表示。任务一任务一 正弦交流电的识别正弦交流电的识别1.1.正弦交流电符号与大小的识别正弦交流电符号与大小的识别220V交流电输出交流电输出3-24V多档交流电输出多档交流电输出第2页/共55页任务一任务一 正弦交流电的识别正弦交流电的识别2.2.了解电工实验实训室工频电源的配置了解电工实验实训室工频电源的配置 请把你所在学校电工实训室中的工频电源配置情况填入下表中。第3页/共55页任务二任务二 正弦交流电的测量正弦交流电的测量1.1.正弦交流电压的测量正弦交流电压的测量 测量方法测量方法 测量交流电压一般用测量交流电压一般用交流交流电压表电压表，工程上，通常用万，工程上，通常用万用表的交流电压挡进行测量。用表的交流电压挡进行测量。测量之前应先选择合适的档测量之前应先选择合适的档位与量程，可先把挡位与量位与量程，可先把挡位与量程开关打在程开关打在交流交流500V500V，然后，然后根据被测值的大小逐渐减小，根据被测值的大小逐渐减小，直到合适为止。直到合适为止。万用表测万用表测220V220V交流电压交流电压转换开关打在交流250V第4页/共55页任务二任务二 正弦交流电的测量正弦交流电的测量1.1.正弦交流电压的测量正弦交流电压的测量 测量内容测量内容 测三相交流电源中的线电压，即两根相线之间的电压，一般为测三相交流电源中的线电压，即两根相线之间的电压，一般为380V380V左右。左右。测单相交流电源的电压值，即相线与零线之间的电压，一般为测单相交流电源的电压值，即相线与零线之间的电压，一般为220V220V左右。左右。测可调交流电源中的部分电压值。测可调交流电源中的部分电压值。第5页/共55页任务二任务二 正弦交流电的测量正弦交流电的测量2.2.交流电流的测量交流电流的测量 钳形电流表外形钳形电流表外形（a a）指针式）指针式（b b）数字式）数字式 钳形电流表测电流钳形电流表测电流 工程上通常使用工程上通常使用钳形电流表钳形电流表来测量线路中的电流。来测量线路中的电流。钳形电流表是一种测量交流电流的专用仪表，其最大特点是，可在钳形电流表是一种测量交流电流的专用仪表，其最大特点是，可在不断开线路不断开线路的情况下测量线路中的电流。的情况下测量线路中的电流。第6页/共55页任务三任务三 交流电的测试交流电的测试测试交流电通常用试电笔。测试交流电通常用试电笔。1.1.试电笔的作用与构造试电笔的作用与构造 试电笔又称电笔，是一种用来测试导线、开关、插座等电器是否试电笔又称电笔，是一种用来测试导线、开关、插座等电器是否带电的工具，如下图所示。带电的工具，如下图所示。试电笔由氖泡、电阻、弹簧、笔身和笔尖等组成。试电笔由氖泡、电阻、弹簧、笔身和笔尖等组成。第7页/共55页任务三任务三 交流电的测试交流电的测试2.2.试电笔的操作试电笔的操作 操作方法操作方法 使用试电笔时，以手指触及笔尾的金属体，使氖管小窗背光向使用试电笔时，以手指触及笔尾的金属体，使氖管小窗背光向自己。使用时不能用手接触前面的金属部分。自己。使用时不能用手接触前面的金属部分。第8页/共55页任务三任务三 交流电的测试交流电的测试2.2.试电笔的操作试电笔的操作 测量内容测量内容 用试电笔测试插孔中用试电笔测试插孔中220V220V交流电的火线与零线，并把测试过交流电的火线与零线，并把测试过程与现象填入表中。程与现象填入表中。第9页/共55页【实训小结实训小结】把“把正弦交流电的识别、测量和测试”的方法与步骤、收获与体会及实训评价填入实训小结表 第10页/共55页【学习目标学习目标】1理解正弦交流电的基本概念。2了解正弦交流电的瞬时值与波形图。第一节第一节 正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本概念第11页/共55页 你知道什么是正弦交流电吗，正弦交流电与直流电相比有什么特点吗？【观察与思考观察与思考】直流电波形直流电波形正弦交流电波形正弦交流电波形第12页/共55页一、正弦交流电一、正弦交流电 非正弦交流电：非正弦交流电：大小和方向随时间不按正弦规律大小和方向随时间不按正弦规律变化的，常见的有矩形波、三角波等。变化的，常见的有矩形波、三角波等。正弦交流电：正弦交流电：大小和方向都随时间按正弦规律作大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电。周期性变化的交流电。第13页/共55页二、瞬时值与波形图二、瞬时值与波形图 波形图：波形图：在直角坐标系中，用横坐标表示时间在直角坐标系中，用横坐标表示时间t t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t t和与之对应和与之对应的的u u或或i i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电这些点连接起来，就得到交流电u u或或i i随时间变化的曲随时间变化的曲化。化。交流电的瞬时值：交流电的瞬时值：交流电的电压或电流在变化过交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向。分别用小写程的任一瞬间，都有确定的大小和方向。分别用小写字母字母u u、i i来表示。来表示。通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。第14页/共55页【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】教材中思考与练习第1、2题【课后作业课后作业】“学习辅导与练习”同步训练中的6.11 1正弦交流电的基本概念。正弦交流电的基本概念。2 2交流电瞬时值的基本概念及字母表示。交流电瞬时值的基本概念及字母表示。第15页/共55页第二节第二节 正弦交流电的正弦交流电的 基本物理量与测量基本物理量与测量【学习目标学习目标】1理解最大值、有效值的概念，明确其测量方法，掌握它们之间的关系。2理解周期、频率和角频率的概念，明确其测量方法，掌握它们之间的关系。3理解相位、初相和相位差的概念，掌握它们之间的关系。第16页/共55页【观察与思考观察与思考】你能正确的画出正弦交流电压的波形吗？第17页/共55页一、最大值和有效值一、最大值和有效值1.最大值 最大值：最大值：正弦交流电在一个周期内所能达到的最大正弦交流电在一个周期内所能达到的最大数值。又称振幅、幅值或峰值，通常用带下标数值。又称振幅、幅值或峰值，通常用带下标m m的大写的大写字母表示。如用字母表示。如用Im、Um、Em分别表示电流、电压、电分别表示电流、电压、电动势的最大值。动势的最大值。最大值在实际中有重要意义。最大值在实际中有重要意义。例如，我们在讨论电容例如，我们在讨论电容器的耐压时，若电容器是应用在正弦交流电中，其耐压器的耐压时，若电容器是应用在正弦交流电中，其耐压就一定要高于交流电压的最大值，否则电容器可能被击就一定要高于交流电压的最大值，否则电容器可能被击穿。穿。第18页/共55页一、最大值和有效值一、最大值和有效值2.有效值有效值：有效值：I I、U U、E E来表示电流、电压、电动势的有效值。来表示电流、电压、电动势的有效值。有效值有效值 最大值最大值电流、电压和电动势的有效值电流、电压和电动势的有效值第19页/共55页【例1】我国动力用电和照明用电的电压分别为380V、220V，它们的最大值分别是多少？解：解：动力用电的最大值为：动力用电的最大值为：照明用电的最大值为：照明用电的最大值为：第20页/共55页一、最大值和有效值一、最大值和有效值3.交流电大小的测量 交流电压大小的测量交流电压大小的测量 对于数值相对较大的交流电，其电压有效值的大小可对于数值相对较大的交流电，其电压有效值的大小可以通过以通过交流电压表交流电压表或万用表的或万用表的交流电压挡交流电压挡进行测量；进行测量；对于数值相对较小的交流信号，其信号电压有效值的对于数值相对较小的交流信号，其信号电压有效值的大小可通过大小可通过交流毫伏表交流毫伏表进行测量。进行测量。第21页/共55页一、最大值和有效值一、最大值和有效值3.交流电大小的测量 交流电流大小的测量交流电流大小的测量 对于数值相对较大的交流电，其电流有效值的大小可对于数值相对较大的交流电，其电流有效值的大小可通过通过钳形电流表钳形电流表进行测量进行测量.钳形电流表测量的好处是可在不断开线路的情况下进钳形电流表测量的好处是可在不断开线路的情况下进行。一般的测量也可通过行。一般的测量也可通过交流电流表交流电流表或万用表的或万用表的交流电交流电流档流档进行。进行。第22页/共55页二、周期、频率和角频率二、周期、频率和角频率1.周期周期：周期：正弦交流电完成一次周期性变化所需要的时间。正弦交流电完成一次周期性变化所需要的时间。通常用字母通常用字母T T表示，单位是秒，符号为表示，单位是秒，符号为S S。周期T:从0时刻起到t2时刻止第23页/共55页二、周期、频率和角频率二、周期、频率和角频率2.频率 频率：频率：正正弦交流电在弦交流电在1 1秒内完成周期性变化的次数，秒内完成周期性变化的次数，通常用通常用f f表示，单位是赫（兹），符号为表示，单位是赫（兹），符号为HzHz。周期与频率的关系：周期与频率的关系：或或第24页/共55页二、周期、频率和角频率二、周期、频率和角频率3.角频率角频率：角频率：正弦交流电正弦交流电1 1秒内所变化的角度（电角度），秒内所变化的角度（电角度），用用W W表示，单位是弧度表示，单位是弧度/秒，符号为秒，符号为rad/srad/s。角频率与周期、频率的关系：角频率与周期、频率的关系：第25页/共55页【例2】已知一正弦交流电信号的频率f 为100Hz，请问此信号的周期为多少？角频率又为多少？解：解：第26页/共55页二、周期、频率和角频率二、周期、频率和角频率4.频率的测量 测量交流电的频率一般用测量交流电的频率一般用频率计频率计。也可通过。也可通过示波器示波器观察交流电的波形图，从波形图中读出周期，然后再观察交流电的波形图，从波形图中读出周期，然后再计算出频率。计算出频率。正弦交流电随时间变化得越快，频率越高，周期越短，正弦交流电随时间变化得越快，频率越高，周期越短，角频率越大，在相同时间内观察到的波形就越窄。角频率越大，在相同时间内观察到的波形就越窄。第27页/共55页三、相位、初相和相位差三、相位、初相和相位差1.相位正弦交流电的相位：正弦交流电的相位：t t+0 0 2.初相 t t0 0时的相位，称为初相位，简称初相，用字母时的相位，称为初相位，简称初相，用字母 0 0表示。初相反映的是正弦交流电起始时刻的状态。表示。初相反映的是正弦交流电起始时刻的状态。正弦交流电u1的初相为0，正弦交流电u2的初相为0。第28页/共55页三、相位、初相和相位差三、相位、初相和相位差3.相位差 两个同频率的正弦交流电的相位之差，用两个同频率的正弦交流电的相位之差，用 表示。即表示。即 （t t+0101）-（t t+0202）0101-0202同相：同相：当当 0 0时，即两个同频率交流电的相位相同时，即两个同频率交流电的相位相同 反相：反相：当当 时，即两个同频率交流电的相位相反时，即两个同频率交流电的相位相反 正交：正交：当当 /2/2时，即两个同频率交流电的相位相差时，即两个同频率交流电的相位相差/2/2 第29页/共55页【例3】两个同频率的正弦交流电压u1和u2，已知u1的初相为-30，u2的初相为60，试比较交流电压u1和u2的相位关系。解：解：u u1 1与与u u2 2的相位差为的相位差为 0101-0202-30-30-60-60-90-90 0 0 因此，交流电压因此，交流电压u u1 1滞后滞后u u2 29090。第30页/共55页【例4】已知某正弦交流电的有效值为220V，频率为50Hz，初相30。试写出该正弦交流电的瞬时值表达式。解：正弦交流电压的瞬时值表达式为解：正弦交流电压的瞬时值表达式为 则由已知条件可知，只要求出角频率则由已知条件可知，只要求出角频率即可。即可。2 2 f f23.145023.1450314rad/s314rad/s则瞬时值表达式为则瞬时值表达式为第31页/共55页【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】教材中思考与练习第1、2题【课后作业课后作业】“学习辅导与练习”同步训练中的6.2正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素第32页/共55页【学习目标学习目标】1理解正弦交流电的旋转矢量表示法。2了解正弦交流电解析式、波形图、矢量图的相互转换。第三节第三节 正弦交流电的表示法正弦交流电的表示法第33页/共55页【观察与思考观察与思考】你能写出正弦交流电的表达式吗？第34页/共55页一、解析式表示法一、解析式表示法解析式表示法：解析式表示法：用正弦函数式表示正弦交流电随时间变用正弦函数式表示正弦交流电随时间变化的关系的方法。正弦交流电的瞬时值表达式就是交流电化的关系的方法。正弦交流电的瞬时值表达式就是交流电的解析式。的解析式。其表达方式为其表达方式为 瞬时值最大值瞬时值最大值sinsin（角频率（角频率t t+0 0）电流、电压、电动势的解析式分别为电流、电压、电动势的解析式分别为第35页/共55页 已知某正弦交流电压的解析式u311sin（314t+60）V，求这个正弦交流电压的最大值、有效值、频率、周期、角频率和初相位。【例1】解：解：最大值最大值 有效值有效值角频率角频率频率频率周期周期初相初相第36页/共55页二、波形图表示法二、波形图表示法波波形形图图表表示示法法：用用正正弦弦曲曲线线表表示示正正弦弦交交流流电电随随时时间间变变化化的的关关系系的的方方法法，简称波形图。简称波形图。横横坐坐标标表表示示电电角角度度 t t或或时时间间t t，纵纵坐坐标标表表示示随随时时间间变变化化的的电电流流、电电压和电动势的瞬时值。压和电动势的瞬时值。第37页/共55页【例2】解：解：图（图（a a），），I Im m10A10A，0 00 0，则其解析式为，则其解析式为i i10sin10sin t tA A图（图（b b），），U Um m110V110V，0 04545，则其解析式为，则其解析式为u u110sin110sin（t t+45+45）V V图（图（c c），），E Em m220V220V，0 0-120-120，则其解析式为，则其解析式为e e220sin220sin（t t-120-120）V V请写出正弦交流电的解析式。请写出正弦交流电的解析式。第38页/共55页三、矢量图表示法三、矢量图表示法1.旋转矢量 旋转矢量是一个在直角坐标系中绕原点旋转的矢量，它旋转矢量是一个在直角坐标系中绕原点旋转的矢量，它是相位随时间变化的矢量。是相位随时间变化的矢量。第39页/共55页三、矢量图表示法三、矢量图表示法2.旋转矢量的起始位置3.有效值矢量表示法在实际应用中常采用有效值矢量图。这样，矢量图中的长度在实际应用中常采用有效值矢量图。这样，矢量图中的长度就变为正弦量的有效值。有效值矢量用就变为正弦量的有效值。有效值矢量用 、表示。表示。旋转矢量通常用大写字母上加黑点的符号来表示，如用旋转矢量通常用大写字母上加黑点的符号来表示，如用 、和和 分别表示电流矢量、电压矢量和电动势矢量。分别表示电流矢量、电压矢量和电动势矢量。第40页/共55页【例3】解：同频率的解：同频率的几个正弦量的几个正弦量的矢量，可以画矢量，可以画在同一图上，在同一图上，则画出电压与则画出电压与电流的矢量图电流的矢量图 已知正弦交流电压已知正弦交流电压u u110sin110sin（t t+45+45）V V，正弦交流电，正弦交流电流流i i10sin10sin（t t-30-30）A A，试画出它们的矢量图。，试画出它们的矢量图。第41页/共55页四、交流发电机四、交流发电机1.工作原理 交流发电机是根据交流发电机是根据电磁感应原理电磁感应原理制成的。制成的。原理示意图：原理示意图：将一个可以绕固定转轴转动的单匝线圈将一个可以绕固定转轴转动的单匝线圈abcdabcd放置在匀强放置在匀强磁场中，通过两个铜环和电刷引出导线与外电路的检流计连接。磁场中，通过两个铜环和电刷引出导线与外电路的检流计连接。OO 第42页/共55页四、交流发电机四、交流发电机2.外形与结构 交流发电机的外形，通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定交流发电机的外形，通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子和转子是它的核心部件子和转子是它的核心部件 。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。及转轴等部件组成。（a a）定子）定子（b b）转子）转子 定子和转定子和转子子 交流发电机外形交流发电机外形第43页/共55页【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】教材中思考与练习第1、2题【课后作业课后作业】“学习辅导与练习”同步训练中的6.31 1正弦交流电的三种表示方法正弦交流电的三种表示方法2 2有效值矢量图的画法有效值矢量图的画法3 3交流发电机的工作原理和组成交流发电机的工作原理和组成第44页/共55页【实训目的实训目的】1学会函数信号发生器、示波器和毫伏表的使用。2掌握用示波器观测正弦交流电压的幅值与周期，并能正确读数。3掌握用毫伏表测量交流信号的有效值的操作方法。实训项目八实训项目八 函数信号发生器、示波器和毫伏表的使用函数信号发生器、示波器和毫伏表的使用第45页/共55页 任务一任务一 认识函数信号认识函数信号发生器、示波器与毫伏表的操作面板发生器、示波器与毫伏表的操作面板 1.1.函数信号发生器函数信号发生器 函数信号发生器按需要输出函数信号发生器按需要输出正弦波正弦波、方波方波、三角波三角波三种信号波形。三种信号波形。输出电压最大可达输出电压最大可达20VP20VPP P。函数信号发生器的输出信号频率可通过频率分档开关进行调节，输函数信号发生器的输出信号频率可通过频率分档开关进行调节，输出电压可通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮进行调节。出电压可通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮进行调节。频段选择波形选择频率调节幅度调节频率显示峰值显示第46页/共55页2.2.示波器示波器 示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。波形，又能对电信号进行各种参数的测量。显示屏操作面板电源开关聚焦旋钮亮度旋钮校正信号输出 任务一任务一 认识函数信号认识函数信号发生器、示波器与毫伏表的操作面板发生器、示波器与毫伏表的操作面板 第47页/共55页3.3.毫伏表毫伏表 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。有效值。任务一任务一 认识函数信号认识函数信号发生器、示波器与毫伏表的操作面板发生器、示波器与毫伏表的操作面板 第48页/共55页 任务二任务二 用示波器用示波器观测正弦交流电波形并正确读数观测正弦交流电波形并正确读数1.1.观测观测“3V 1kHz3V 1kHz”正弦交流电压的波形、幅度与周期正弦交流电压的波形、幅度与周期 用示波器观测由信号发生器输出的正弦交流电波形用示波器观测由信号发生器输出的正弦交流电波形 第49页/共55页 任务二任务二 用示波器用示波器观测正弦交流电波形并正确读数观测正弦交流电波形并正确读数1.1.观测观测“3V 1kHz3V 1kHz”正弦交流电压的波形、幅度与周期正弦交流电压的波形、幅度与周期 操作步骤：操作步骤：接通低频信号发生器电源，选择正弦波输出，调节输出正弦交流信号的频率和接通低频信号发生器电源，选择正弦波输出，调节输出正弦交流信号的频率和幅值分别为幅值分别为1kHz 1kHz、3V3V。接通示波器电源，调整示波器扫描光迹。将耦合选择开关置于接通示波器电源，调整示波器扫描光迹。将耦合选择开关置于“”位置，调位置，调整扫描光迹使其显示屏中心处出现一条稳定的亮线。整扫描光迹使其显示屏中心处出现一条稳定的亮线。校正。将校正。将0.3VP-P0.3VP-P频率为频率为1kHz1kHz的方波信号通过的方波信号通过“CH1CH1”通道输入，并进行校正。通道输入，并进行校正。输入被测信号。将信号发生器输出的正弦交流信号通过输入被测信号。将信号发生器输出的正弦交流信号通过“CH1CH1”通道输入，通通道输入，通过调节幅度量程选择开关与时间量程选择开关等，使被测信号波形在屏幕上显示过调节幅度量程选择开关与时间量程选择开关等，使被测信号波形在屏幕上显示1212个周期、满屏个周期、满屏2/32/3的稳定波形。的稳定波形。正确读数。将所测正弦交流电的峰正确读数。将所测正弦交流电的峰-峰值、最大值、有效值、周期和频率填入峰值、最大值、有效值、周期和频率填入相应技训表。相应技训表。第50页/共55页 任务二任务二 用示波器用示波器观测正弦交流电波形并正确读数观测正弦交流电波形并正确读数2.2.观测观测“6V 50Hz6V 50Hz”正弦交流电压的波形、幅度与周期正弦交流电压的波形、幅度与周期 操作步骤：操作步骤：调节函数信号发生器输出正弦交流信号的频率和幅值分别为调节函数信号发生器输出正弦交流信号的频率和幅值分别为50Hz、6V。重复以上重复以上步骤，把测量结果填入相应技训表。步骤，把测量结果填入相应技训表。示波器测试技训表测量项目（信号发生器输出）V/DIV峰-峰值格数峰-峰值（VPP）最大值有效值T/DIV波形1个周期格数周期（T）频率（f）频率为1kHz、最大值为3V正弦交流信号频率为50Hz、最大值为6V正弦交流信号第51页/共55页任务三任务三 使用毫伏表测量交流信号有效值使用毫伏表测量交流信号有效值1.1.测量实物图测量实物图毫伏表测直流信号实物图毫伏表测直流信号实物图第52页/共55页任务三任务三 使用毫伏表测量交流信号有效值使用毫伏表测量交流信号有效值2.2.操作步骤操作步骤调节低频信号发生器输出的正弦交流信号频率和幅值分别为1kHz、3V。接通交流毫伏表电源，使其处于测试状态。将信号发生器输出的交流信号输入到交流毫伏表的输入端。正确读数。并将被测值填入相应技训表。将低频信号发生器输出的正弦交流信号频率和幅值调节为1kHz、5V，重复上述测试过程，并将被测值填入相应技训表。毫伏表测试技训表信号发生器输出信号信号发生器输出信号毫伏表读数毫伏表读数有效值有效值1kHz、3V（最大值）（最大值）1kHz、5V（最大值）（最大值）第53页/共55页【实训小结实训小结】把“把函数信号发生器、示波器和毫伏表的使用”的方法与步骤、收获与体会及实训评价填入实训小结表 第54页/共55页感谢您的观看！第55页/共55页