电子专业实训指导.docx

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电子专业实训指导

项目一：

电路元件的测试

一、实训目的：

1、学会万用电表欧姆档的基本使用方法；

2、学会用万用表判别电容器的好坏；

3、学会用万用表测定二极管和三极管；

二、实训内容

1、电阻的测量；

2、电容器好坏的判别；

3、二极管的极性和质量好坏的判别；

4、三极管的类型和极性的判别；

三、实训设备与工具

1、可调直流稳压电源（0—30V）；

2、万用表（MF47型）；

3、电阻（51Ω、10KΩ、100KΩ等）若干；

4、电容器（0.1μF、0.47μF、1μF、2.2μF、4.7μF等）；

5、二极管若干；

6、三极管（NPN、PNP等）；

四、实训原理

电阻、电容器、二极管、三极管等都是电路中常用元件，利用万用表可以测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻，还可以判别元器件的好坏及极性。

1、万用电表测电阻

万用表欧姆档电路由表头和电池组成，如图1所示。

图1欧姆档原理图

万用电表测电阻实质上是以测量在一定电压下通过表头的电流大小来实现的。

由于通过表头的电流与被测电阻RX不是成正比关系，所以表盘上电阻标尺刻度是不均匀的。

万用表欧姆档分×1、×10、×100、×1K等数档位置，刻度盘上欧姆的刻度只有一行，其中1、10、100、1K等数值为欧姆档的倍率，被测电阻的实际值等于标度尺上度数乘以倍率。

由于电池的电动势会因使用而下降，所以在测量之前，要先进行调零，使指针在0欧姆档位置，然后再进行测量。

而且每换一次数档都要重新调零。

2、电容器好坏的简易判别

电容器的好坏和容量的大小可以用万用表进行简易测试。

对于1μF以上的固定电容，用万用表的欧姆档便可测出好坏；对于1μF以下的小容量电容，需外加直流电源，用万用表的直流电压档检测。

1μF以上电容的欧姆档检测：

选用R×1K的欧姆档，用两表笔分别接触电容器的两极，与此同时，观察表针摆动情况。

若表针向阻值小的方向摆出，然后又缓慢摆回到无穷大处，则电容器是好的，摆幅越大说明电容器的容量也越大，交换表笔再测一次，观察表针的回摆情况；

若表针不摆动，总是在无穷大处，表明电容器断路，已失去电容；

若表针摆出后不回摆，则为电容器短路，即已击穿；

若表针摆出后回不到无穷大处，则为电容器漏电，质量不佳，指针偏角越大，漏电越明显。

特别提醒：

若在电路上检查电容器故障，一定要切断电源，并断开电容的一脚检测。

1μF以下电容的电压辅助检测：

对于容量很小电容器，用欧姆档检测往往看不出指针的摆动。

但可借助一个外加直流电压用万用表的直流电压档检测。

具体方法如图2所示，注意表笔极性和所加直流电压的大小，应与相应的电压档对应，切不可使外加电压超出电容器的耐压。

性能良好的电容器，接通电源时万用表的电压值有较大的摆动，然后回到零位，摆幅越大说明电容器的容量也越大；

若接通电源时，电压为零，表针不摆动，交换电容器两极与电源的连接，表针仍不摆动，则为电容器断路；

若指针一直指在某一位置不回摆，则为击穿短路；

若摆动后不返回零位，说明电容器漏电，且所指示的电压值越大，漏电量越大。

图21μF以下电容检测电路

3、二极管的检测

检测二极管依据二极管的单向导电性，将万用表置R×100或R×1K档，两表笔分别接二极管的两极，

若测得电阻较小（硅管数千欧，锗管数百欧），说明二极管的PN结处于正偏，且黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极；反之，二极管处于反偏时的电阻较大（硅管数百千欧以上，锗管数百千欧），红表笔接的是正极，黑表笔接的是负极。

若正反向电阻都为无穷大，说明二极管内部断路；

若正反向电阻都为零，说明二极管内部短路击穿。

4、三极管类型与极性的判别

由欧姆档原理图可知：

黑表笔接内部电源的正极，红表笔接内置电源的负极。

因半导体元件的正向耐压和电流之限，判别极性时常选用R×100或R×1K档。

利用PN结正向电阻小，反向电阻大的原理，用万用表的欧姆档便可判别出基极b，同时确定出三极管的类型。

基极确定后，利用三极管的放大原理（以NPN管为例），只有当三极管满足Vc＞Vb＞Ve时，才有放大能力，根据其满足Vc＞Vb＞Ve时电流放大倍数β较大，反之电流放大倍数很小的原理，判别出三极管的集电极c和发射极e。

（1）三极管类型与基极b的判别：

万用表置R×100或R×1K档，先将红表笔接某一假定的基极，黑表笔分别接另两极，如果两次电阻都很大（或都很小），而将红黑表笔对换后测得的电阻都很小（或都很大），则假定的基极是正确的。

基极确定后，红表笔接基极，黑表笔分别接另两极时测得的电阻都很小，则此管为PNP型三极管；若红表笔接基极，黑表笔分别接另两极时测得的电阻都很大，则此管为NPN型三极管。

（2）发射极e和集电极c的判别：

基极确定后，先假定另两极中的某极为集电极c。

若被测三极管为NPN型管，黑表笔接假定的集电极C，红表笔接假定的发射极e。

用手捏住b、c两极（或b、c间串接一个100Ω的电阻），但不要使b、c直接接触。

交换红黑表笔，重复上述过程。

则测得电阻较小的那次，黑表笔接的是集电极c，红表笔接的是发射极e。

若被测三极管为PNP型管，红表笔接假定的集电极C，黑表笔接假定的发射极e。

用手捏住b、c两极（或b、c间串接一个100Ω的电阻），但不要使b、c直接接触。

交换红黑表笔，重复上述过程。

则测得电阻较小的那次，红表笔接的是集电极c，黑表笔接的是发射极e。

如果两次测得的电阻相差不大，说明管子的性能较差。

若使用的是数字万用表，红黑表笔和指针式万用表的使用相反。

五、实训注意事项

1、测电阻前，先要进行欧姆调零，每换一次档位，都要重新调零。

2、绝不能在带电线路上测量电阻，这样做实际上是不欧姆表当电压表使用，极易烧坏万用表。

3、检测1μF以下电容器时，注意表笔极性和所加电压大小与相应的电压档对应，切不可使外加电压超出所测电容器的耐压。

六、实训内容和步骤

1、电阻的测量

任选两个档位的电阻进行测量，根据电阻的标称值估计所用万用表欧姆档的档位。

指针越接近欧姆刻度中心读数，测量结果越准确。

将测量结果记入表1中。

表1电阻测量结果记录

电阻

R1（Ω）

R2（Ω）

R1+R2（Ω）

R1//R2（Ω）

标称值（计算值）

测量值

2、电容器好坏的判别

根据实训原理部分的描述步骤，用万用表欧姆R×1K档，检测2.2μF、4.7μF的电容器；用万用表电压档检测0.1μF、0.47μF的电容器，观察指针摆动情况，根据观察到的现象进行判别。

3、二极管的检测

根据实训原理部分的描述步骤，用万用表欧姆R×100或R×1K档，判别二极管的极性；并分别检测完好、短路、断路三种二极管，根据观察到的现象进行判别。

4、三极管的类型及其极性的判别

根据实训原理部分的描述步骤，先判别三极管的管型和基极，再判别集电极和发射极。

七、实训要求

1、结合本实训，将万用表欧姆档的使用方法及注意事项作一小结。

2、用简洁的语言叙述三极管类型与极性的判别过程。

3、思考：

若万用表检测一未知电容的好坏时，指针一直指在无穷大处，是否该电容一定短路？

为什么？

项目二基尔霍夫定律的验证

一、实训目的：

1、验证基尔霍夫电流定律和电压定律

2、学会测量电路的开路电压与短路电流，加深对电流参考方向的理解。

二、实训内容

验证基尔霍夫电流定律和电压定律

三、实训器材

1、基尔霍夫定律实验板一块。

2、万用表一只。

3、直流电流表三只。

4、直流电源6V、12V。

5、导线若干。

四、实训原理

基尔霍夫定律是电路中最基本也是最重要的定律之一，是电路中的电流和电压分别遵循基本基本定律。

基尔霍夫电流定律：

在电路中，任何时刻，对于任一节点，所有支路电流的代数和恒为零，即∑I=0。

基尔霍夫电压定律：

在电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒为零，即∑U=0。

参考方向：

电路中，我们事先并不知道某一个电压的真实极性或电流的真实流向，需要预先假定一个方向，这个假定的方向就是参考方向。

在测量或计算中，如果某个元件两端电压的极性或电流的流向与参考方向相同，则把该电压值或电流值取为正值；若电压的极性或电流的流向与参考方向相反，则把该电压值或电流值取为负值。

五、实训步骤

1、实训前，先任意假定各支路电流的参考方向，并在电路图中标示出来，如图1所示。

图1基尔霍夫定律原理图

2、按图1所示连接电路，在电路板上分别将两直流电源接入电路，令US1=6V，US2=12V。

3、将电流表插头分别插入三条支路的电流插座中，选择合适的电流表档位，测量各支路电流，将数据记录在表1中。

表1基尔霍夫电流定律实训数据

被测量

I1（mA）

I1（mA）

I1（mA）

节点a上电流的代数和

计算值

测量值

4、用导线代替电流表，并用万用表的直流电压档测量电源输出电源及各元件两端电压，并将各电压值记录在表2中。

表2基尔霍夫电压定律实训数据

被测量

US1

US2

Uab

Ucd

Uda

Ude

Ufa

回路abcdea电压降之和

回路adefa电压降之和

计算值

测量值

相对误差

5、将测得的各电流值、电压值分别代入∑I=0和∑U=0，计算并验证基尔霍夫定律，作出必要的误差分析。

六、注意事项

1、实训时，电源两端的电压需要实际测量，给定的数值仅供参考。

2、实训过程中，US1、US2电压值要保持不变，同时防止电源两端线短路。

3、在测量过程中，要特别注意电流的方向和电压的极性。

如遇指针反转，要及时交换表笔位置。

4、读数时，要注意电流表、电压表的极性与参考方向之间的关系，确定读数是否加负号。

七、思考练习

1、实训中，用指针式万用表的直流电流表测各支路电流时，什么情况下出现指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？

若用数字显示万用表进行测量，会有什么显示？

2、本次实训的结果说明了什么？

附：

2016年对口高考技能测试纲要

项目：

基尔霍夫定律

测试用具

1、基尔霍夫定律实验板一块。

2、万用表一只。

3、直流电流表三只。

4、直流电源两台。

测试内容

1、基尔霍夫电流定律。

2、基尔霍夫电压定律。

测试方法

1、使用直流毫安表测量基尔霍夫定律实验板上各支路电流大小。

2、使用万用表的电压档测量基尔霍夫定律实验板上的各电压值。

测试要求

1、测试时间80分钟。

2、正确连接线路。

3、正确使用直流毫安表测量各支路电流及使用万用表电压档测量各段电压值。

4、会检查实验数据的合理性。

测试赋分

1、元器件成型及装配（10分）。

2、技能测试电路的调试与检测。

（1）基尔霍夫电流定律。

测量I1、I2、I3的数值（60分）。

（2）基尔霍夫电压定律。

测量各电压（60分）。

3、安全清洁（20分）

项目三戴维南定理

一、实训目的

1、通过验证戴维南定理，加深对定理的理解。

2、学习测量有源二端网络的开路电压和等效电阻的方法。

二、实训内容

1、测量开路电压Uab，测量短路电流ISC，测量等效电阻R0。

2、测量有源二端网络的外特性。

三、实训器材

1、戴维南定理实验板一块。

2、万用表两只。

3、电阻箱一只。

4、可调直流电压源一台。

5、可调恒流源一台。

6、导线若干。

四、实训原理

1、戴维南定理：

任何一个有源二端网络，对外电路来说，总可以用一个电压源代替，电压源的电动势Us等于有源二端网络的开路电压Uab，其内阻R0等于有源二端网络内所有电动势为零，仅保留内阻时，网络两端的等效电阻Rab。

2、开路电压Uab的测量

当有源二端网络的等效电阻R0远小于电压表内阻Rv时，可以直接用电压表测量有源二端网络的开路电压，如图1所示。

图1开路电压的测量

3、等效电阻R0的测量

方法一、直接测量法

用万用表的欧姆档直接测量。

测量时首先让有源二端网络中所有独立电源为零。

即理想电压源用短路线代替，理想电流源用开路代替。

这时电路变为无源二端网络，用万用表的欧姆档直接测量a、b间电阻即可。

方法二、间接测量法

分别用万用表的电压档和电流档测量有源二端网络的开路电压Uab和短路电流Isc，用公式R0=Uab÷Isc计算等效电阻。

五、实训步骤

1、利用戴维南定理估算有源二端网络开路电压Uab、等效电阻R0、短路电流Isc

按图2的实训电路接线，设US=12V，Is=10mA，利用戴维南定理估算开路电压Uab、等效电阻R0、短路电流Isc，将计算值填入表1中。

表1估算值

Uab（V）

Isc（A）

R0（Ω）

2、开路电压Uab的测量

图2戴维南定理实训电路

将开关S拨向可变电阻箱一侧，负载开路，用电压表测量a、b之间的电压，即为开路电压Uab，填入表2中。

3、测量短路电流Isc和等效电阻R0

（1）将开关S拨向a、b侧，测出短路电流Isc，利用公式R0=Uab÷Isc计算等效电阻R0，填入表2中。

（2）将有源二端网络内所有的电源置零（将电流源断开，去掉电流源；在电压源两端的接点用一根导线短路相连），然后用万用表的欧姆档去测a、b两点之间的电阻，即为有源二端网络的等效电阻R0。

并把测得的数据填入表2中。

表2实训数据表

Uab（V）

Isc（A）

R0（Ω）

Uab/Isc

实测值

4、测量有源二端网络的外特性

将可变电阻RL（可变电阻箱）接入电路a、b之间，将开关S拨向可变电阻箱一侧，测量有源二端网络的外特性，按表3中所列电阻值调RL，记录电压表、电流表的读数，填入表3中，并验证戴维南定理。

表3有源二端网络的外特性测量数据

RL（Ω）

0

70

200

300

450

1000

U（v）

I（A）

六、注意事项

1、测量时，注意仪表量程的更换。

切不可用电流表量电压，以免烧毁电流表。

2、电源置零时，切不可将直流电源直接短接。

3、用万用表直接测量等效电阻R0时，网络内的电源必须先置零，以免烧毁万用表；另外，欧姆档必须调零后再进行测量。

七、实训报告要求

1、根据测量数据，绘制U---I曲线。

2、将估算值与测量值进行比较，分析误差产生原因。

附：

2016年对口高考技能测试纲要

项目戴维南定理

测试用具

1、戴维南定理实验板一块。

2、万用表两只。

3、电阻箱一只。

测试内容

1、测量电路开路电压及短路电流。

2、验证含源二端网络输出最大功率条件。

测试方法

1、使用万用表电压档测量开路电压及用万用表电流档测量电路短路电流。

2、用万用表电阻档测量A、B两端的等效电阻。

3、将电阻箱作为负载电阻RL接在电路A、B两点之间。

改变电阻RL的大小，使用万用表测量RL中的电流和RL两端电压。

测试要求

1、测试时间80分钟。

2、正确连接电路。

3、正确使用万用表各档测量电路开路电压及短路电流。

4、正确测量A、B两端的等效电阻。

5、正确使用电阻箱。

6、用万用表正确测量RL两端电压。

测试赋分

1、元器件成型及装配（10分）。

2、技能测试电路的调试与检测。

（1）开路电压UAB及短路电流ISC。

开路电压UAB（30分）。

短路电流ISC（30分）。

（2）验证含源二端网络输出最大功率。

测量RL中的电流IL（30分）。

测量RL两端电压UL（30分）。

3、安全清洁（20分）。

项目四叠加定理

一、实训目的

1、验证线性电路叠加定理的准确性。

2、通过实训加深对叠加定理的内容和适用范围的理解。

3、学会分析测试误差的方法。

二、实训内容

1、分别令电源US1单独作用，电源US2单独作用，US1和US2共同作用，2US2单独作用，验证线性电路叠加定理。

2、将一个电阻换成二极管，验证非线性电路不满足叠加定理。

三、实训器材

1、可调直流稳压电源一台。

2、直流电压表一只。

3、直流电流表一只。

4、叠加原理实验板一块。

四、实训原理

叠加定理是分析线性电路时的一个重要定理，它反映了线性电路的一个重要规律。

其内容为：

在含有多个独立电源的线性电路中，任意支路的电流或电压等于各个独立电源分别单独作用时，在该支路所产生的电流或电压的代数和。

电路中某一电源单独作用时，其余不起作用的理想电压源用短路线来代替，不起作用的理想电流源用开路代替。

线性电路中，当某个独立电源的值增加或减小时，在电路中各电阻元件上建立的电流或电压值也将按相应的倍数增加或减小。

叠加定理只适用于线性电路，即使在线性电路中，因为功率与电流、电压不是线性关系，所以计算功率时不能应用叠加定理。

五、实训步骤

1、按图1所示电路连线，取US1=12V，US2=10V。

2、令电源US1单独作用（将开关S1拨向US1一侧，开关S2拨向短路侧，开关S3拨向电阻R5侧），用直流电流表和直流电压表测量各支路电流和各电阻元件两端电压，并将测得数据记入记录表一中。

3、令电源US2单独作用（将开关S2拨向US2一侧，开关S1拨向短路侧，开关S3拨向电阻R5侧），用直流电流表和直流电压表测量各支路电流和各电阻元件两端电压，并将测得数据记入记录表一中。

4、令US1和US2共同作用（将开关S1和S2分别拨向US1和US2一侧），测量各支路电流和各电阻元件两端电压，并将测得数据记入记录表一中。

5、将US2调到20V，即2US2电源单独作用（开关S2拨向US2一侧，开关S1拨向短路侧），测量各支路电流和各电阻元件两端电压，并将测得数据记入记录表一中。

6、将电路图中的R5换成二极管（开关S3拨向二极管侧），测量各支路电流和各电阻元件两端电压，重复上述步骤，验证非线性电路是否满足叠加定理。

数据记入表二中。

图1叠加定理实训电路

表一线性电路测量数据

测量项目

US1

US2

I1

I2

I3

Uab

Ucd

Uad

Ude

Ufa

US1单独作用

US2单独作用

US1、US2共同作用

2US2单独作用

表二非线性电路测量数据

测量项目

US1

US2

I1

I2

I3

Uab

Ucd

Uad

Ude

Ufa

US1单独作用

US2单独作用

US1、US2共同作用

2US2单独作用

六、注意事项

1、接通双路稳压电源的交流220V电源，分别调节稳压电源的输出旋钮，使第一路输出电压为12V，第二路输出电压为10V（US1、US2值必须用电压表测量准确）。

2、用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性及数据表格中“+”、“-”号的记录。

3、用电压表测量各电阻两端电压时，同样要注意仪表的极性及数据表格中“+”、“-”号的记录。

4、注意电压表、电流表的量程。

七、实训报告要求

1、根据实训测得数据验证线性电路的叠加性。

2、将理论值和实测值相比较，分析产生误差原因。

3、用电流实测值及电压实测值（或电阻标称值）计算电阻R1、R2、R3上消耗的功率，以数据说明功率能否叠加？

项目五串联谐振电路

一、实训目的

1、验证串联谐振电路的特点。

2、学习测绘串联谐振电路的谐振曲线。

二、实训内容

1、测量RLC串联电路的谐振频率f0。

2、测量RLC串联电路发生谐振时的UR、UL、UC。

3、根据不同频率时的UR值，绘制谐振曲线。

三、实训器材

1、低频信号发生器一台。

2、交流毫伏表一台。

3、谐振电路实验线路板一块。

4、电阻（510Ω、2K等）若干。

5、电容器（0.1μF、0.01μF）若干。

6、电感（30mH）。

7、导线若干。

四、实训原理

1、串联谐振状态

在如图1所示的电路中，电路的阻抗与电源的角频率的关系为：

图1RLC串联电路

（1）当

时，电路的阻抗最小，呈现纯阻性，此时电路所处状态为串联谐振状态，，谐振角频率和谐振频率分别为：

显然，谐振频率f0仅与元件L、C的数值有关，而与电阻R的阻值无关。

谐振频率f0反映了串联电路的一个固有性质，每一个串联电路，总有一个对应的谐振频率f0。

（2）串联谐振时，电感两端电压UL与电容两端电压UC数值相等，相位互差180°，所以，电路的总电压U等于电阻两端的电压UR，即：

U=UR。

电感两端电压UR与电源电压U之比称为品质因数Q，即：

在L和C一定的条件下，Q值取决于回路电阻R的大小。

若

，则谐振时

。

（3）在谐振状态下，由于回路阻抗最小，所以回路电流最大。

2、串联谐振电路的频率特性

回路中的电流与电源的角频率（频率）之间的关系称为电路的幅频特性（表示电流与频率之间关系的图形称作串联谐振曲线）。

表达式为：

其中：

当电路中的L、C保持不变时，改变R的大小，可以得到不同Q值的幅频特性曲线，如图2所示。

显然，Q值越大，即R值越小（L、C保持不变），曲线越尖锐，其选频性能越高，通频带越窄。

图2谐振曲线

五、实训步骤

（一）寻找谐振频率，验证谐振特点。

1、按图1连接电路（R=510Ω，L=30mA，C=0.1μF）。

2、信号发生器在接通电源后使其预热，并调节使其输出5V的正弦波，在验证过程中始终保持电压不变。

3、用毫伏表测量电阻R两端电压UR，并连续调节信号发生器输出电压的频率，使UR为最大，这时电路即达到谐振（思考：

为什么？

），信号发生器输出电压的频率为电路的谐振频率f0。

将UR和f0的值填入表1中。

4、测量谐振时电感两端电压UL和电容器两端电压UC，并将数据填入表1中。

5、计算谐振电流I0和品质因数Q。

表1

被测量

U（V）

UR（V）

UL（V）

UC（V）

f0（Hz）

I0（mA）

Q

测量值

（二）测绘谐振曲线

1、电路同图1，信号发生器输出电压仍为5V。

2、在谐振频率两侧调节信号发生器的输出频率，在f0附近取9个点（含f0在内），分别测量各频率时的UR，并将数据填入表2中。

在谐振频率附近要多测几组数据。

3、计算I、I/I0，f/f0的值。

4、绘出串联谐振电路的谐振曲线。

表2

f（Hz）

f0=

UR（V）

I（mA）

I/I0

f/f0

六、注意事项

1、使用交流毫伏表测量电压时要防止超过量限，变换档位后要及时校对指针零点。

2、为使谐振曲线的顶点绘制精确，