电工电子技术实验 南徐学院电子电工实验室 江淼

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1 电工电子技术实验 南徐学院电子电工实验室 江淼
电工电子技术实验 南徐学院电子电工实验室 江淼

2 注意事项： 1、实验课纪律： 2、实验准备要求： 3、实验仪器设备要求： 4、实验课运行方式： 5、实验成绩的评定： 6、实验报告的书写： 7、关于人身和设备安全。

3 实验一 基本仪器使用和基本电量测量 一、实验目的： 1、学习直流/交流、电压/电流表、万用表、直流稳压电源、调压器的使用方法。
2、学习电流、电压测量值读取、记录方法及测量技术的基本概念。

4 二、实验原理： 1、电流表、电压表的使用及测量值读取、记录方法 用电压表、电流表测电路的电压、电流时，电压表应并联在被测电路的两端；电流表应串联在被测电路中。 使用指针式仪表时，必须注意表笔接入的极性：红色表笔接电路的高电位端，黑色表笔接低电位端，否则仪表指针将反向偏转打表头，容易损坏表头。 测量时为了保证测量精度应合理选择量程。测量值应小于但要接近所选量程。 读取指针式仪表测量值时，应使眼睛与指针的连线垂直于表盘面，如果表盘设有反光镜，应使指针与其镜像重合。

5 2、电流表、电压表内阻测量方法 电流表与电压表均有内阻，它们的等效电路如图示， 图1-2 电流表和电压表等效电路 我们要求电流表内阻RA为零，电压表的内阻为无穷大。但实际仪表都达不到这个理想的要求，只能做到RA很小、RV很大，故当仪表接入电路时，由于内阻的存在就会改变电路原有的工作状态，导致仪表的测量值与实际值之间的出现误差，予以修正。下面介绍测量仪表内阻的方法：

6 1）用分流法测量电流表内阻： 图1-3是测量电流表内阻RA的电路图。 IS为恒流源，断开K调节IS使A表指针满刻度； 闭合K，调节R使表指针指向1/2满刻度。 即使IA=IR=1/2IS，此时 RA=R。

7 2）用分压法测量电压表内阻： 图1-4是测量电压表内阻RV的电路图。 US为恒压源，闭合K调节US使V表指针满刻度； 断开K,调节R2使V表指针指在1/2满刻度， 即使U=UR=1/2US，此时RV=R1+R2。

8 用数字式电压表测量直流稳压电源的输出电压。 将量程与测量值记录在表格中.
三、实验任务 1、测量直流电压 用数字式电压表测量直流稳压电源的输出电压。 将量程与测量值记录在表格中. 被测电压 1.5V 6V 12V 18V 24V 万用 表 量程(V) 测量值(V)

9 用万用表测量图1-5负载RL的电流，将量程与测量值记录在表格中。
2、测量直流电流 用万用表测量图1-5负载RL的电流，将量程与测量值记录在表格中。 U=10V RL用电阻箱 负载RL（Ω） 100 250 400 800 电流表 量程 测量值

10 用指针式交流电流表测量灯组电流。供电压为110V，将量程与测量值记录在表1-3中，测量电路如图1-6所示。 表1-3 U=110V
3、测量交流电流 用指针式交流电流表测量灯组电流。供电压为110V，将量程与测量值记录在表1-3中，测量电路如图1-6所示。 表1-3 U=110V 25W灯泡数 1 2 3 测量值（A）

11 4、测量直流电流表内阻RA 测量电路如图所示，测量20mA量程的RA，由于该表有过量程保护，满量程时易造成保护报警，故K断开时将IS调到接近满量程值，这里取18mA。可变电阻R用电阻箱。测量IA=1/2IS时的R值（=RA）

12 实验二 直流网络定理 一、实验目的（略） 二、实验原理要点 叠加定理 在任何由独立电源、线性受控源及线性元件组成的电路中，每一支路的响应（电压或电流）都可以等效成是每一个独立源单独作用时在该支路产生的响应的叠加。 注：①每个独立源单独作用 ②仅适用于线性电路 ③电压、电流的“+”、“—”号 ④功率不能叠加

13 三、实验任务 叠加定理验证 按图接好实验电路，R1,R2,R3,R4,R5均使用“多功能实验网络”的元件，分别测量Is单独作用，Us单独作用及Is、Us共同作用下的电压和电流。 Us单独作用 Is单独作用

14 （先调节Is、E的大小） 数据表格 UAD（V） UDC（V） UBD（V） UAC（V） IAC（mA） E单独作用 Is单独作用
同作用

15 实验三 单相交流电路 一、实验目的 二、实验原理要点 1、正弦稳态交流电路中电压、电流相量间的关系： 满足相量形式的基尔霍夫定律
实验三 单相交流电路 一、实验目的 二、实验原理要点 1、正弦稳态交流电路中电压、电流相量间的关系： 满足相量形式的基尔霍夫定律 2、日光灯电路 ①组成：整流器、灯管、启辉器 ②启辉过程： 电源（220V）接通→氖气电离放电产生热→两电极通→灯丝热发射电子→辉光管极间电压为0，断开→镇流器产生感应电动势（>220V）→水银蒸汽游离放电→荧光灯发光 ③基本日光灯电路为感性负载

16 ①P=SN*cosφ ②I=P/U*cosφ 2）方法：并联电容 3）补偿的三种情况：
3、日光灯电路功率因素的提高 1）为什么要提高功率因素？ ①P=SN*cosφ ②I=P/U*cosφ 2）方法：并联电容 3）补偿的三种情况： 负补偿：cosφ↗< 0 阻抗仍为感性 全补偿 cosφ= 阻抗为电阻性 过补偿 cosφ↘> 0 阻抗为容性

17 三、实验任务 1、日光灯电路 1）按图连接线路，检查无误后，先使C=0，启动电源调压器，使U
由0V逐渐升高使日光灯管启辉，记录启辉电压U=？ 2）在步骤1）的基础上，调节调压器，使U升至220V（额定电压下 正常工作），接入不同的C，测量U、P、cosφ、I、（IL、Ic不测）。 （数据表格见P13，表3-3.）

18 实验四 三相交流电路 一、实验目的（略） 二、实验原理要点 1、负载星形连接有中线（三相四线制）电压、电流测量 1）实验电路
实验四 三相交流电路 一、实验目的（略） 二、实验原理要点 1、负载星形连接有中线（三相四线制）电压、电流测量 1）实验电路 2）数据表格 （P22，表4-1）

19 3）原理要点 ， ， ●当负载对称时，线电压 （相电压） 有中线时，线（相）电流对称， ， 无中线时，线（相）电流对称， ， ●当负载不对称有中线时， （ ） 当负载不对称无中线时， ，N与N’不重合，发生中性点N’位移。 ●（三相功率测量） 有中线即三相四线制用三瓦计法。 无中线即三相三线制用二瓦计法。 （代数和）

20 4)测试要求 （1）条件：线电压为220V，用Uab=220V作测试条件 （2）步骤：以有中线为例 Uab由0~220V→测Ubc、Uca→测Uan’、Ubn’、Ucn’，Ia、Ib、Ic、（先测对称，再测不对称）→调压器回零，电流表接至NN’间，再使Uab=220V，测IN。 5）无中线测试要求 （1）条件：Uab=220V （2）步骤自拟：（去除掉中线NN’）

21 3、负载三角形连接（三相三线制）电压、电流测量
2）表格 3）原理要点 线电压 =相电压 ， ， ●当负载对称时， 对称（ ）， 对称（ ）且 ●当负载不对称时， 、 不对称， 。

22 4）测试要求 （1）条件：线相电压为130V，以Uab=130V为测试条件 （2）步骤提示 Uab=130（测Ubc、Uca）——→测Iab、Ibc、Ica——→Uab=0后，X→b，Y→c，Z→a，再使Uab=130V，测Ubc、Uca、Ia、Ib、Ic。（先对称后不对称） 数据表格见指导书P23 表4-2

23 实验五 一阶电路的响应 一、实验目的（略） 二、实验原理要点及实验任务 1、方波激励下的零状态和零输入相应 零输入响应表达式 零状态响应： 电路应满足的条件：RC＜＜T/2 实验条件：Us=3V，fs=1KHZ，R=10K，C=6800pF 测试要求：①用示波器双踪观察并描绘1~2个周期Uc、Us的波形 ②用观察到的Uc波形测量时间常数 ζ充= ζ放= （ζ=时间/格*格数= ）

24 2、方波激励下的全响应 1）电路应满足的条件：RC≥T/2 2）全响应表达式 全响应两个初态值表达式 上升沿到来时，设t=0,响应为： （1） 当 时， （2） 下降沿到来时，设t=0,响应为： （3） 当 时， （4） 将（3），（4）式联立可得， 3)测试条件：Us=3V，fs=1KHZ，R=10K，c=0.1μF 4)测试要求：①用双踪观察并描绘Us、Uc波形 ②用观察到的Uc波形，测U1、U2的直流电平值（耦合方式→DC，确定0V线位置） U1（U2）=格数*电压/格=

25 3、积分电路 1）表达式 2）电路应满足的条件：RC>>T/2， UR >>Uc
3）实验条件： R=10K C=0.1UF（R>>1/WC） fs=10KHZ Us =10V 4) 测试要求： 用双踪观察并描绘Us、Uc波形，测量Uc幅值

26 4、微分电路 ①观察并描绘Us、UR波形 ②测量UR的底部宽度t，Um的变化，当R=1M时，此电路是否还是微分电路。
1）表达式： 2）电路应满足的条件：RC<<T/2， Uc>> UR (1/WC>>R） 3）实验条件：R=1K，C=0.01F，fs=1KHZ，Us=10V 4）测试要求： ①观察并描绘Us、UR波形 ②测量UR的底部宽度t，Um的变化，当R=1M时，此电路是否还是微分电路。 ③使R分别为100、10K、1M时，观察并记录UR波形的t、Um的变化。 当R=1M时，此电路是否还是微分电路。

27 实验六 单管共射极放大器研究 一、实验目的 二、实验原理要点 1、单管共射极放大器工作原理
实验六 单管共射极放大器研究 一、实验目的 二、实验原理要点 1、单管共射极放大器工作原理 该电路利用RB1和RB2组成的分压电路来固定基极位。 T↗--→Ic（IE）↗--→IERE↗--→UBE=UB-IERE↘--→IB↘ Ic↘← 放大器的静态工作点确定：

28 2、放大器主要性能指数与测试方法 1）电压放大倍数AV 不失真，测量Ui和Uo的有效值： 2）最大不失真输出电压Uomax 3）输入电阻Ri：反映了放大器消耗输入信号源功率的大小 在一定频率下，用交流毫伏表测量Uo的有效值Uo1；再在放大器的输入端接入一个2K的电阻，测量此时Uo的有效值Uo2。则 4）输出电阻Ro：反映了放大器带负载的能力，Ro越小，带负载能力越强。 5）通频带BW

29 三、实验任务 1、静态工作点设置与测试 要求：IcQ=2mA 设置条件：Ui=0（输入端接地）
方法：调Rw使UE≈IcRE=2.4V，工作点测量，见表6-1. （ UB、Uc、UE是三极管各极对地直流电压） 2、测量RC、RL为不同值时的AV 条件：工作点IcQ=2mA，Ui=5mV，fi=1KHZ （表6-2） 3、测量输入电阻Ri（不做） 在Rc=2.4K，RL=2.4K连线条件下，将f=1KHZ，Ui=5mV的正弦信号接入电路，用交流毫伏表测量Uo的有效值Uo1，在放大器的输入端接入一个2K的电阻，测量此时Uo的有效值Uo2。则

30 4、测量输出电阻Ro（不做） 首先放大器空载，不失真的条件下，测量输出电压Uo，然后接入RL，保持电压不变，测量有载时输出电压UoL。则：

31 实验七 负反馈放大器（选作） 一、实验目的 二、实验原理要点 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器 （第一极放大器输出端通过耦合电容C2与第二极放大器输入电阻Ri2连 接，由于电容有隔离直流的作用，可使前后两极的直流工作状态间没有影响。 在电路中通过反馈电阻Rf把输出电压Uo引回输入端，加在T1发射极上；在射极电阻Rf上形成反馈电压Uf与输入信号Ui串联，属于电压串联负反馈） ※电压串联负反馈对放大器性能的影响 ①放大倍数降低，提高了稳定性 （ →降低了 倍） ②改变了输入、输出电阻 ↗； ↘ ③扩展了通频带 ； ④改善放大器输出波形失真 （能改善放大器传输特性 的非线性，使其向线性接近）

32 三、实验任务 1、连接电路: Rf、RL、C4暂不接入 2、设置静态工作点 调节Rw，使UE2=0.56V，即Ic 2≈1.3mA 测量表7-1中各量（电阻只测RB3） 3、观察负反馈对放大器的影响 输入信号fi=1KHZ，Ui=5mV，测量表7-3中四种电路状态下输出电压Uo。 4、观察负反馈对输入、输出电阻的影响 输入信号fi=1KHZ，Ui=5mV，表格自拟。 ★分有反馈和无反馈两种情况： Ri：U01（已测），U02（串2K电阻）， Ro：U0（已测），UoL（已测），

33 实验八 集成运算放大器基本应用 ----模拟运算电路 一、实验目的 二、实验原理要点 1、反相比例放大器（ ） 1）调零
实验八 集成运算放大器基本应用 ----模拟运算电路 一、实验目的 二、实验原理要点 1、反相比例放大器（ ） 1）调零 ①作用：消除输入失调电压，电流引起的误差 ②方法：使Ui=0，调Rw，使Uo=0 2）测试要求 ①Ui为直流电压信号：-0.5V、-0.2V、+0.2V、+0.5V ②Ui为正弦信号：fi=1KHZ，Ui=200mV （按表8-1，测U0，计算Av，对于②项，需用示波器观察Uo与Ui相位关系，并作记录。）

34 2、反相加法器 测试要求：1、检查零点（使Ui1=Ui2=0，测Uo） 2、Ui1=+0.2V、-0.2V、-0.4V Ui2=+0.5V、-0.5V、+1.0V （测U0，并做记录。） 3、减法器 测试要求：1、检查零点（同2） 2、Ui1=+0.4V、-0.2V、-0.2V Ui2=+0.2V、-0.5V、+0.5V （测Uo，并做记录。） 4、积分器 (不做） 测试要求：条件Ui：方波fi=1KHZ，Uipp=1V（示波器测量） ①检查零点 ②用示波器双踪DC方式观察描绘输入、输出信号。Ui→CH1，Uo→CH2，并测量Uo顶部与底部直流电平和幅值。（画两个周期） ③断开RF观察并记录Uo变化。 ④左右大范围调节Rw，观察并记录Uo变化。

35 三、预习要求： 根据所学知识，预先计算出实验各项内容的理论值，并与实测值作比较。

36 1、与非门电压传输特性测试 Uo= f（Ui）
实验九 集成逻辑门电路及应用 一、实验目的 二、实验原理及任务 1、与非门电压传输特性测试 Uo= f（Ui） （当Ui为低电平时，Uo为高电平；Ui为高电平，Uo为低电平。在Ui由低电平向高电平过渡的过程中，Uo也由高电平向低电平转化） 电压传输特性电路如图所示，缓慢调节 1K电位器，使Ui从零逐渐增大，用万用表 逐点测出Ui、Uo值。即可画出电压传输 特性。 （VoH：输出高电平，UoL：输出低电平 UoN：开门电平 ；UoFF：关门电平） ※测试任务:测量74LS20电压传输特性。 Vi/V 0.3 0.5 0.7 0.8 0.85 0.9 0.95 1.0 1.05 1.1 1.3 1.5 2.0 2.4 Vo/V

37 2、TTL基本门逻辑功能测试 ※测试任务： ① 74LS00逻辑功能测试 ② 74LS08、74LS02、74LS86逻辑功能测试
（测试方法：Vcc管脚接+5V电源，GND管脚接地，输入端接逻辑电平开关，输出端接LED发光二极管，用逻辑开关设置各种不同输入电压组合，观察LED亮、暗情况，即可进行该门电路的逻辑功能测试） 以“74LS00”为例： ※测试任务： ① 74LS00逻辑功能测试 按上图连接线路，按表设置A、B端输入电压， 记录结果。 ② 74LS08、74LS02、74LS86逻辑功能测试 据表9-2、图9-5自行画出测试电路和表格。 输入 输出 A B

38 74LS20 74LS00 图9-5 几种常用TTL门电路管脚排列图

39 ※测试任务：用一只二输入四异或门74LS86和一只二输入四与非门74LS00 按图画出逻辑功能测试电路，记录表格9-3.
3、简单组合逻辑电路设计 半加器设计 ※测试任务：用一只二输入四异或门74LS86和一只二输入四与非门74LS00 按图画出逻辑功能测试电路，记录表格9-3. 根据真值表得逻辑表达式： 输入 理论输出 实测输出 A B S C S C 0 0 0 1 1 0 1 1