本书中电工、电路部分的实验项目、线路、步骤按GDDS型高性能电工实验装置编写。

1）系统构成与特点

（1）实验台体采用优质钢板模压结构、双层喷塑，外观轻巧、强度大、不变形，工作台板采用耐热、防火、抗潮加厚密度板，具有高绝缘、防漏电安全性能，实验台前后均设有多个抽屉及存放柜以及扩展设备安装室，便于发展更新之用。并设有带刹车的移动轮子，侧面装有挂线箱。

（2）实验屏存储容量大，全部实验所需仪器仪表、各种电源及实验部件均装于屏上，而且都处于待用状态，形成“全天候”式结构，可随时调用组合，进行任何实验无需装卸移动，可开实验的质与量较“挂件”式老结构大幅提高。

（3）实验台采用全套高性能仪表、实验电源以及实验部件，使实验质量得到保证，特别是全套测试仪表采用先进的双显示结构，使数字表与模拟指针表的优点互补为一体。同时所有仪表均具有超强过载能力，自动显示过载报警，自动记录过载次数，消除过载自动恢复正常测试，指针表无任何过载冲击，并具有读数锁存等一系列优良性能。另外，全套仪表还具有0.5级基本精度，以及较任何现行仪表有高得多的实际测试精度，更接近于理想型仪表。

（4）根据需要，实验台可加装学生操作微机控制系统，用于采集、存储各测量表读数以及与实验室主计算机进行数据信息传送、交换和输出打印等一系列实验过程的计算机管理。

（5）实验台除基本配置外还备有多种仪器仪表、电源、实验部件等扩展件，可根据实验发展提高要求选择使用。

2）系统操作使用说明

（1）实验台电源系统的使用

①合上实验台电源总开关进行漏电模拟实验，如漏电保护功能正常则可合上电源总开关，实验台左上方20 W照明日光灯亮，右上方20 W日光灯是否接通电源由实验部件D04板上双投开关控制，此开关在“内接电源”位置表示实验台内部已将220 V电源送至日光灯作照明之用，如扳向“外接电源”位置则表示该日光灯应在开关下方插口送入电源，此功能可配合测量仪表等部件进行日光灯功率因数提高等实验。

②接通带锁开关“仪表电源”指示灯亮，所有仪表电源接通，预热30 s准备测量，注意带锁开关只控制测量仪表供电电源。

③进行三相电路实验时，三相交流电压可从三相电源控制板接线柱输出，三相电源控制板采用高分断能力（6 000 A）的自动空气开关进行瞬时短路及过载延时切断保护。另外还设有熔丝管作小电流速断保护，三相电压数值由控制板上三只电压表作粗略指示。

④单相调压电源由单相调压电源控制板接线柱输出，该电源通过单相调压器可使输出电压在0～250 V之间改变，调压器容量为500 VA，输出电压由板上方指示电表作粗略指示，该电源通过（6 000 A）自动空气开关及熔丝管实行瞬时短路及过载延时切断保护功能。

⑤直流电源输出控制板共设有两路完全独立的稳压电源及一路独立的稳流电源，三路电源均具有过载、短路、过热等保护功能，稳压电源在电源开关接通后通过粗、细两个调节旋钮调节电压。操作上注意在关断电压源时应先将输出电压调节至零，然后关断其本身电源开关，最后切断交流总电源开关，以避免过度电压使仪表报警记录，如需直接关断交流电源总开关的情况时，可将仪表量限先置于200 V挡。稳流电源虽允许开路但在教学原则上应强调正确的概念，即实际电流源是不允许开路的（如实际的电流互感器次级开路会造成损坏）。因此，在使用电流源时应预先连接好外部线路后再接通电源开关输出电流，为使输出电流能正确达到要求之值，本稳流电源具有预调功能，即在电源开关关断情况下接通一个内部负载，通过调节可在板上方指示电表上显示电流值，当电源开关接通时就断开内部负载向外部负载输出已调节的电流，内转外时无任何瞬时开路冲击现象。使用电流源时应注意当电源开关接通时在任何情况下不要中断外部负载，否则会产生较高的输出电压，此时如再度接通外部负载就可能产生冲击电流使仪表过载记录。

如需改接外部负载线路应先断开电源开关，此时内部负载与外部负载是并联的，断开外电路不会使电流源开路。通过本电流源的反复使用可使学生牢固建立正确的电流源操作理念。

另外，需注意电源板上方小电流表的量限能随着输出电流粗调开关位置同步转换，在0～10 mA位置时满偏是20 mA位置，在0～200 mA位置时满偏为200 mA。

上述三路电源都具有过热保护，当发生过热情况时能自动关闭电源，消除过热现象后又自动恢复工作。

（2）实验台测量仪表的使用

①JDA-21型高性能直流毫安-安培组合表

本表是以4位半0.05级高精度数字显示表为基础的、带数据输出接口的新型仪表，结构上是一种直流毫安双显示仪表、直流安培双显示仪表以及单一模拟指针表三位一体的多用途组合表，仪表左边两输入接线口及对应的按键开关为3个量限的直流毫安表，右边两输入接线口及对应的按键开关为3个量限的直流安培表，显示部分及其余部分共用，两表量限按键开关互相机械连锁，所以只能择一使用，并且只能选择与接线口对应的量限按键。

另外，仪表右下方有一钮子开关，上下两个位置控制模拟指针表内接或外接，内接时与数字表共同组成双显示仪表，外接时模拟表与数字表及其余部分完全脱离，由仪表下方两接线插口接出正负端子，形成一个独立的高灵敏度（满偏电流约为100 μA）的指针式表头，此功能提供灵活的仪表组合方式，可开设多种仪表测量或其他设计性实验。

本表另一特点是毫安级量限具有很低内阻，因此具有较高的实际测量精度。

使用本表应特别注意按压量限开关需迅速而用力适当，避免在开关转换过程中启动过载记录器。

为使毫安表工作更安全，在输入端串接了一个2 A熔丝管座，装在仪表背部，一般情况下不会熔断，如需要更换打开实验屏后门即可。

②JDV-21型双显示直流电压表

本表是以4位半0.05级高精度数字显示表为基础的、带数据输出接口的新型仪表，具有对交直流电压高过载能力、过载时指针无冲击、不影响测量电路工作状态、正向及反向过载自动报警、消除过载自动恢复工作、自动记录过载次数、读数锁存、改变量限操作简便等一系列优点。

③JDA-11型双显示交流电流表

除具有双显示系统仪表相同特点外，还具有真有效值响应测量功能，仪表的频率响应可扩展至50 Hz基波的11次谐波，因此很适合非正弦波测试。(www.daowen.com)

交流电流表在任何量限下由于误操作直接接入220 V交流电网电压时由于仪表内阻抗极低，冲击电流可达到数千安培，仪表不会损坏，但可能出现下述现象均属正常状态：

a.仪表在超大电流冲击的瞬时，模拟表指针无任何机械冲击，但当电源开关跳闸或熔断丝烧断，线路电流被切断后，仪表指针会缓慢来回摆动数次，释放输入冲击的能量。

b.仪表保护系统中设置了一个根据冲击能量大小的自动分级标准，如在正弦峰值瞬间短路被视为严重故障，超限记录器会加倍记录两次；如在正弦零值瞬间短路则被视为较轻故障，可免于记录。在其他绝大部分情况下则为一般故障记录一次。

④JDV-24型双显示交流电压表

本表是以4位半0.05级高精度数字显示表为基础的、带数据输出接口的新型仪表，具有高过载能力、过载自动报警、消除过载自动恢复工作、自动记录过载次数、读数锁存、真有效值响应、宽频范围、能测量非正弦信号等一系列特点。

⑤JDW-32型双显示功率表

本表是以4位半0.05级高精度数字显示表为基础的、带数据输出接口的新型仪表，具有高过载能力、过载自动报警、消除过载自动恢复工作、自动记录过载次数、读数锁存、过载时仪表指针无任何冲击、电压过载与电流过载分别显示等一系列特点。

（3）部件介绍

①D01——组合式大功率十进制可变电阻箱

本电阻箱是一个多用途元件，由4个高质量特制多位开关及大功率线绕电阻器构成，4位独立可变电阻盘与面板中部4个固定线绕电阻器联合串联使用可形成0～9 999 Ω可变电阻器，如全部分开使用则可组成多种电阻网络，也可连接在多条实验线路支路中作调节电流之用。如相互并联连接则可作微细增量调节电阻。用几个度盘还可接成可变分压器，能得到可变小电压信号源。

②D02——直流电路实验部件

本部件包含一个由电阻、电容、二极管等元件排列成的元件库及一个桥式电路，用于各种直流电路实验。桥式电路供实验教学初期进行叠加原理实验，其余实验可由学生任意选择搭配元件组合。

③D03——有源元件实验板

本部件由回转器、负阻器、VCCS及CCVS受控源、运算放大器、电子开关等5种有源元件及进行上述有源元件实验时常用的电阻、电容无源元件组合而成。另外，为使实验概念清晰，面板上标有彩色的电路元件符号，而具体接线及所有有源元件的±15 V供电稳压电源已在后面印刷电路板上连接，部件仅需接上220 V电源即可工作。

对于4种受控源的另外两种VCVS及CCCS，可由面板上两种受控源输出/输入端级联而成。

运算放大器和负阻变换器共用同一元件，由运算放大器上方双投开关控制，使用时需特别注意开关位置。

负阻器左上方有一电子开关输出端，此开关受50 Hz交流信号控制，开关一端接负阻输入端，另一端接地，因此如果把电子开关输出插座与负阻器输入端相连即可使负阻器输入端以50 Hz频率接地与断开，其输出端就会以50 Hz频率将负阻器断开与接入。

④D04——互感、电度表、日光灯实验单元

本互感器是高品质因数线性互感器，在电路实验中可作多种应用，如互感器系数测量，串联、并联谐振，一阶、二阶电路响应，阻抗的频率特性测量等实验均可搭配应用，使用时要注意控制工作电流小于额定电流。L1与L2两线圈输出端各装熔丝管一只、电流插座一只。每一只互感器的互感值标注在元件上。

⑤D05——三相阻容组合负载单元

本单元由电容器、白炽灯、切换开关等元件组成，能进行多种三相电路实验，如三相对称与不对称电路，有中线与无中线电路，三相有功、无功功率测量，星形-三角形连接以及作为三相变压器负载等实验。本单元的特点是无需改变电网电压即可进行各种三相电路实验，使学生进一步了解掌握电网三相系统的实际状况。白炽灯负载可通过开关切换单灯使用，也可串、并联使用，视外加电压而灵活变化。

⑥D06——电容箱、三相变压器组实验单元

十进制可变电容箱用于直流电路或单相交流电路中作为电容量调节元件，电容元件均采用额定电压交流400 V以上油浸纸介电容器，配合大电流容量切换开关可方便进行十进制容量变换。电容箱接线端子上并联有放电开关，接线时必须先按下放电按钮3～5 s，使用完后必须先放电后拆线。

3）注意事项

（1）各种电源输出端之间严禁直接连接（如交流电网源输出端直接连至信号电源或直流电源输出端等）。

（2）在利用三相电源进行实验时如发生误接线或误操作使电源直接短路的情况时，由于瞬间短路电流极大，其热效应可能导致保险丝管内气压过大而爆破碎裂，更换时可能不易将碎玻璃取出。如需避免这种情况，根据本电源具有多级短路、过载保护系统（熔断丝作前级短路保护，三相空气开关实行第二级短路、过载保护，断开最大瞬时电流6 000 A，三相四线电源总开关作第三级短路、过载保护）的特点可将熔断丝管额定电流减小至0.5 A，以减少熔断能量，或将熔丝管额定电流加大至10 A以上使短路时由空气开关执行跳闸断电。

（3）使用交流电源时，在通电之前应检查系统上电源开关的位置是否处于打开状态，做完实验后必须将总电源切断。