《电工与电子技术》实验指导书要点Word下载.docx

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电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位差，电压与参考点的选择无关（电压的单值性）。

2.基尔霍夫电压定律指出，任何时刻，沿电路中任一闭合回路绕行一周,各段电压的代数和恒为零，即∑U＝0，它说明了电路中各段电压的约束关系，并与电路中元件的性质无关。

四、实验步骤

（一）认识实验

　　1.测量交流电压

　　用交流电压表测量三相电源的三个线电压及三个相电压，并记录于表1-1中。

　　表1-1

UAB（V）

UBC（V）

UCA（V）

UAN（V）

UBN（V）

UCN（V）

　　2.测量直流电压

用直流电压表测量直流稳压电源的输出电压值，并记录于表1-2中。

表1-2

3V

5V

10V

15V

12V

实际测量值

（二）电位测量及验证基尔霍夫电压定律

１.测量电位：

将直流电路板上的开关K1、K2置于短路状态；

K3置于接入电阻状态（向上拨）。

电路中电源采用稳压电源中的A组和B组，分别调节电源输出电压，并用直流电压表测量，使其输出A组为U1=12V，B组为U2=15V。

按图1-1所示接线，注意电流表量程和极性的选择。

将K1、K2置向电源输入端，读取电流值并记录。

在电路中选定e为参考点，令其电位为0，将直流电压表置于电压档（V）的适当量程，“–”端接参考点，“+”端接被测点，测该点的电位值，注意此时电位正负值。

并记录于表1-3。

在电路中选定f为参考点，重测各点电位并记录于表1-3。

测等电位点：

将直流电压表的测试棒接至a与g之间。

旋转电位器，使直流电压表1V档上的指示为零（注意量程切换），则a与g两点为等电位点。

关闭稳压电源，将a、g两点用导线短接，再接通电源，注意电流表读数有无变化，并以f点为参考点，重测各点电位，记录于表1-3。

图1-1

表1-3

参考点

电流（mA）

电位（V）

I

Va

Vb

Vc

Vd

Ve

Vf

e点

f点

f点（a、g等电位）

（a、g等电位后短接）

2．验证基尔霍夫电压定律（KVL）

电路如图1-1所示，其中U1=12V，U2=15V。

取两个验证回路：

回路1为abefa，回路2为bcdeb。

用直流电压表分别测量两个回路中各支路电压，将测量结果记录于表1-4中。

参考方向可选顺时针方向为绕行方向，测量过程中注意直流电压表取值的正与负。

表1-4

Uab

Ube

Uef

Ufa

回路1

∑U

Ubc

Ucd

Ude

Ueb

回路2

计算值

测量值

五、预习要求

3.复习电位、电压和等电位的概念及基尔霍夫电压定律。

4.计算数据表格中各待测数值（计算值），以供实验时选择直流电流表、直流电压表的极性。

六、总结要求

1．根据表1-3的测量数据，说明在电路中选择不同参考点对各点的电位有无影响，并验证电位的相对性。

2．根据表1-3的实验数据，说明电路中等电位点的特点。

3．利用表1-4的测量结果，验证基尔霍夫电压定律。

4．写出实验收获和存在问题。

实验二　　交流串联电路

一．实验目的

1、加深对交流感性电路和交流容性电路特性的理解

2、学会使用功率因数表法与电压表法测定电压与电流的相位差。

型　号规　格

备注

单相调压器

单相功率因数表

电容箱

电感线圈

固定电阻

滑线变阻器

三、实验步骤

（一）RC串联电路

1、按图2-1接线。

调压器输出电压调至100V,电容箱电容C取4μF，电阻R为510Ω固定电阻。

按数据表2-1测量各值并记录于表中。

2、将步骤1中电容取值为10μF，其余参数均不变，重复步骤1的测试，记录于表2-1中。

（二）RL串联电路

　　1.将图2-1中电容换为3000匝、0.52H的空心电感线圈，重复上述步骤1的测试，记录于表2-1中。

2.将步骤1中的电感线圈插入铁心，重复步骤1的测试，记录于表2-1中。

图　2-1

表2-1

电路

U（V）

UR（V）

ULr（V）

UC（V）

COS

RC串联

C＝4μF

C＝10μF

RL串联

空心线圈

铁心线圈

（三）RLC串联电路

1.按图2-2接线。

调压器输出电压调至100V,电容箱电容C取7μF，电阻R用110Ω

滑线变阻器。

图2-2

2.在线圈无铁心的情况下，按数据表2-2测量各值并记录于表中。

3.在空心电感线圈中逐渐插入铁心，观察铁心在插入过程中电路电流及各电压变化规律，并将电路产生谐振时的电流及各电压记录于表2-2中（应特别注意接近串联谐振时，电路具有哪些特点？

）。

表2-2

I（mA）

COS

RLC串联

线圈插入铁心谐振

　　四、预习要求

1．熟悉RL、RC和RLC串联电路的电压相位关系，画出相量图。

　　2.复习电路串联谐振时的特点。

五、实验总结

1.根据实验测量数据作出各串联电路的电压相量图，并得出相应结论。

2.根据步骤

（二），分析线圈有铁心无铁心两种情况下，各电压变化的原因。

3.根据步骤（三），说明RLC串联电路谐振时的特点。

4.心得、收获及存在的问题。

实验三　日光灯电路

　　1.掌握日光灯线路的连接。

2.了解日光灯电路中灯管和镇流器的电压分配及其相量关系。

3.了解改善电路功率因数的方法

二、实验设备

型号与规格

单相功率表

日光灯实验板

电流插座

电流插头

三、实验原理

1．日光灯电路由灯管R、镇流器Lr和启辉器S组成，如图3-1，其工作原理如下：

当接通220V交流电源时，电源电压通过镇流器施加于启辉器两电极上，使极间气体导电，可动电极（双金属片）与固定电极接触。

由于两电极接触不再产生热量，双金属片冷却复原使电路突然断开，此时镇流器产生一较高的自感电势经回路施加于灯管两端，而使灯管迅速起燃，电流经镇流器、灯管而流通。

灯管起燃后，两端压降较低，起辉器不再动作，日光灯正常工作。

2．在电力系统中多数负载均为感性，例如，动力设备感应电动机和高效照明器、日光灯等。

当负载吸收的有功功率为定值时，其功率因数越低，总电流I就越大，线路上的电能损耗和电压损耗也就越大，而且发电、变电等设备的容量利用率也就越低，因此，我们必须采取必要的措施来提高功率因数。

四、实验内容

1.日光灯线路接线与测量

图3-1

按图3-1接线。

经指导教师检查后接通电源，测量日光灯电流、电压及功率，记录于表3-1。

表3-1

P（W）

I（A）

ULr（V）

UR（V）

PR（W）

Pr（W）

Cos

注：

PR指灯管消耗的功率，Pr指镇流器内阻上消耗的功率。

*2.并联电路──电路功率因数的改善

图3-2

按图3-2接线。

经指导老师检查后，接通电源，通过一只电流表和三个电流插孔分别测得三条支路的电流。

改变电容箱电容量为表3-2中各值时，测量表中各相应值，记录于表3-2

表3-2

电容值

CμF）

3

4.5

5

5.5

6

7

测

量

值

cos

I（A）

IL（A）

IC（A）

五、实验注意事项

　　1.本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全。

2.功率表要正确接入电路，读数时要注意量程和实际读数的折算关系。

3.线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。

六、预习要求

　　1.了解日光灯的工作原理。

2.为了提高电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，增加了一条电流支路，此时感性元件上的电流和功率是否改变？

　　七、实验总结

　　1.完成数据表格中的计算，进行误差分析。

2.根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图。

3心得体会。

实验四常用电子仪器的使用

1.明确信号发生器、交流电压表、示波器的用途；

2.了解以上仪器面板上各旋钮的作用，学会正确的使用方法。

二、实验仪器

信号发生器

示波器

三、实验仪表的用途

1.信号发生器

输出基本信号为正弦波、方波、三角波、脉冲波、锯齿波。

2.DF2170B交流电压表

用于测量100μV—300V，10HZ—8000KHZ交流电压有效值，

注意事项：

接通电源，按下电源开关预热10分钟后使用；

将量程开关置于适当量程，再加入被测信号，若被测电压未知，应将量程开关置最大档，然后慢慢减小量程；

使用结束，关断电源，将量程置于*10V档。

3示波器

用于观察交流信号波形和测量电压、周期。

1.用交流电压表测量信号发生器的输出电压，并填表4-1

表4-1

信号

发生器

输出正弦波信号

电压（V）

7

0.5

频率（HZ）

50

5K

100K

频率量程选择

输出衰减选择

交流

电压表

量程旋钮位置

电压表头示值

2.示波器的使用

屏幕显示扫描基线

打开电源，示波器工作在自动扫描状态，通道1和2输入为0。

观察正弦波信号

a.信号发生器的输出频率为1KHZ，有效值为3V的正弦波信号接到示波器的输入通道，输入耦合开关置AC，触发源置VERT，调节电平得到稳定的正弦波。

b.调节V/DIV，T/DIV两个旋钮及其微调旋钮使屏幕显示表4-2要求

表4-2

正弦波信号

V/DIV

T/DIV

调节旋钮

三个周期

峰峰值五格

六个周期

峰峰值八格

观察两个正弦波波形

信号发生器的输出频率为1KHZ，有效值为3V的正弦波信号接到示波器的输入通道1和输入通道2，输入耦合开关置AC，触发源置VERT，显示方式选择双踪DUAL，调节电平得到稳定的正弦波，并画出波形。

五、实验总结

1.整理实验记录

2.实现下列要求，如何调节有关旋钮

改变波形位置

改变波形个数

改变波形幅度

3.心得体会

实验五晶体管电压放大电路

1.进一步熟悉常用电子仪器的使用方法；

2.学会单管电压放大电路静态工作点的测量方法，并观察静态对输出波形失真的影响；

3.学会电压放大倍数的测量方法，并观察负载电阻对电压放大倍数的影响。

二、实验仪器

万用表

模拟电子实验箱

三、实验原理

1.静态测试：

放大器无外加输入信号的情况下，测量电路的直流参数；

2.动态测试：

放大器在外加输入信号的作用下，测量电路的动态参数和观察输出波形。

1.测量静态工作点

按实验原理图连接电路；

调节RW1或RW2，使UCE≈5V；

测量UB、UC、UE，填表5-1

原理图

表5-1

UB

UC

UE

UCE

UBE

IC

IB

2.测量电压放大倍数

信号发生器的输出频率为1KHZ，有效值为6mV的正弦波信号加入放大器输入端，调节RW1或RW2，使输出波形不失真，用交流电压表测量输入电压和输出电压，并填表5-2。

表5-2

RL

Ui

U0

Ao

空载

RL=2KΩ

RL=10KΩ

观察Ui和U0的相位关系，并绘出其波形。

3.观察静态工作点对放大器输出波形失真的影响

在空载情况下，调节RW1或RW2，观察输出波形失真情况，并填表5-3。

表5-3

失真类型

U0波形

截止失真

饱和失真

1整理实验记录，

2分析负载电阻对放大倍数的影响，

3心得体会。

实验六组合逻辑电路

1.认识集成数字电路器件，了解其型号、管脚连接；

2.建立数字电子电路的基本概念；

3.学会用“与非”门、“异或“门组成半加器和全加器电路。

二、实验设备和器件

数字逻辑实验箱

万用表及工具

集成电路器件

三、实验内容

1半加器电路：

用一片“与非”门74LS00，一片“异或“门74LS86连接如图

（一）所示的半加器电路。

电路连接检查无误后，接通电源+5V，改变输入A、B状态，观察输出端S、C的状态，并记录于表一。

表表6-1

Ai

Bi

Si

Ci

1

图6-1半加器电路

2全加器电路

用一片“与非”门74LS00，一片双“与非”门74LS20和一片“异或“门74LS86连接如图6-2所示的全加器电路。

电路连接检查无误后，接通电源+5V，改变输入Ai、Bi、Ci-1状态，观察输出端Si、Ci的状态，并记录于表6-2。

Ci-1

表6-2

图6-2全加器电路

四、预习要求

1.熟悉74LS00、74LS20、74LS86的工作原理及接线方法。

2.复习半加器、全加器电路工作原理。

3.画出实验线路图及有关记录表格。

1.画出实验线路图，整理实验记录。

2.写出实验收获和存在问题。

实验七计数、译码、显示电路

1.进一步熟悉数字集成电路的应用和半导体数码管的使用方法。

2.学习计数、译码、显示电路的组成，并验证其逻辑功能。

显示器

1.电路连接

本实验使用的器件74LS90、74LS48、BS205的管角排列如附图所示，其中74LS90通过外部接线将A0和CP2连接便构成一个十进制计数器，CP1是计数脉冲输入端，A0~A3是计数器的输出端，R01、R02是两个置0端，S01、S02是两个置“1”端，均为高电平有效，BS205显示器两地端已接地。

图7-1计数、译码、显示电路工作原理图

2验证逻辑功能

按图7-1接线，电路连接检查无误后，接通电源+5V。

验证计数器置“0”和置“9”功能。

验证计数器的计数功能

将计数器置“0”端R01、R02和置“9”端S01、S02接高地，在CP1端输入适当频率的脉冲信号，观察显示器的显示情况。

1.熟悉74LS90、74LS48、BS205的工作原理及接线方法。

2.复习计数、译码、显示电路工作原理。

附录