三峡大学电工测量与实验技术实验教案.pdf

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<<电工测量与实验技术>>课程教学安排
实验内容:
实验一、电路元件伏安特性的测试
实验二、叠加定理和替代定
实验三、戴维南定理
实验四、日光灯电路
实验五、功率因数的提高
实验六、一阶电路
实验七、二阶电路
实验八、元件的特性
实验九、RLC串联电路
实验十、均匀传输线仿真线测量
实验十一、单管共射放大电路
实验十二、阻容耦合负反馈放大器
实验十三、差动放大电路
实验十四、稳压电源电路
实验十五、TTL与非门电路的测试
实验十六、集成组合逻辑电路
实验十七、JK触发器的实验测试
实验十八、计数译码显示电路综合实验
实验十九、555集成电路按时器及应用
实验二十、环形振荡器电路:.
评分标准:
实验操作50%
考核30%
实验报告20%
本课程的任务和要求
通过该门课程的学****学生在实验技术方面应用技术达到以
下要求
(1)、
电工设备;,晶体管稳压电源.
晶体管毫伏表.
(2)、把握大体的测量技术,、功率、频
率、相位时刻及电路的要紧技术指标。
(3)、具有查阅电子器件手册的能力。
(4)、能按电路图连接实验线路和合理布线初步具体分析、
寻觅和排除常见故障的能力。
(5)、具有依如实验任务确信实验方案,选择适合元件设计
线路的初步能力,具有选择经常使用电工仪表,设备进行
实验的能力。
(6)、能独立写出严谨,
的实验报告。
:.
一、实验的一样进程
一、预****br/>二、大体操作程序
(1)熟悉设备
(2)连接线路
(3)检查调整
(4)操作记录
(5)查对检查
(6)注意事项
3、报告的编写
实验报告一样应包括以下要紧内容
(1)实验目的及任务
(2)实验电路及利用的设备,实验原理及方式.
(3)实验数据.
(4),估量误差,通过计算取得
结果,绘制出表示实验结果的实验曲线等.
(5)结论与分析讨论、包括通过实验得出结论,对实验中
发生的现象、问题、事故等的分析讨论,实验的收成体
会,对改良实验的建议等.

(1).实验中常常要与220V至380V的交流电压打交道,若是轻
:.
平安,实验中应做到以下几点;
,,经
自查和互查无误后,再接电源线,经教师检查许诺后,再合闸.
拆线顺序为先切断电源和先拆电源线,再拆其它线.

,
用的导线都要拿开,放在适合地址.
,手和躯体绝对不能碰任何金属部份(包
括仪器外壳),养成实验时手始终拿绝缘部份的好适应,同时要
绝对克服手适应性的摸这摸那的坏适应,杜绝将整个手都放
在测试点上的不良测试方式.
,不要忙乱,应迅速断开电原,拉下闸刀,使
触电者尽快离开电源,然后抓紧时刻送医院或请医务人员前
来珍治
.
实验一、电路元件伏安特性的测定
一、实验目的
把握线性电阻元件、非线性电阻元件------半导体二级管和
电压源伏安特性的测试技术.
、非线性电阻元件和电源伏安特性的
明白得,验证欧姆定律。:.
二、实验说明
1、线性电阻元件:电阻元件的R值不随电压或电流的大
-1其伏安特性知足欧姆定律
2、非线性电阻元件:非线性电阻元件的伏安特性不知足
欧姆定律,见实图2-2
实图2-1实图2-2
3、理想电压源:端电压为恒定值的电压源,见实图2-3
(a)
4、实际电压源:实际电压源存在内阻,可用一个理想电
(2-3)c
.
:.
(a)(b)(c)
实图2-3()
三、实验内容与步骤
一、测定线性电阻的伏安特性;按实图2-4接好线路.
图2——4
依次调剂直流稳压电源的输出电压为实表2-1所列数值,
并将相应电流填入实表2-1
实表2-1
U(v)024681020
I(mA)
二、测定二极管的正向伏安特性;按实图2-:.
-
入表2-2中.
I(mA)02468102030
U(V)
3、测定晶体管稳压电源的伏安特性;晶体管稳压
-6接好线路
调剂稳压电源电压等于10V,
表2-3数值,并将对应电压记入实表2-3中.
实表2-3
I(mA)05101520253035
U(v)
4、测定实际电压源的伏安特性;按实图2-7接好线路
:.
图2——7
调剂输出电压为10V,由大到小调剂R,使电流表读数为实表
2-.
实表2-4
I(mA)05101520253035
U(V)
四、实验设备(略)
五、实验报告要求
依如实验中所得数据,在座标纸上绘制线性电阻元件、半导
体二极管、理想电压源和实际电压源的伏安特性曲线.
:.
实验二、叠加定理
一、实验目的
1、验证叠加定理.
2、加深对叠加定理的内容和适用范围的明白得.
3、验证叠加定理的推行――齐性定理.
二、实验说明
1、叠加定理:在任一线性网络中,多个鼓励同时作
历时的总响应等于每一个鼓励单独作历时引发的响应之
,确实是除该鼓励外,其余鼓
励均为零值.
2、齐性定理:线性电路中,当所有鼓励都増大或减
小k倍(k为实常数),响应也一样增大或减小k倍.
三、实验内容与步聚
1、叠加定理的验证
在直流电路实验板上按实图3―1接好线路,图中
DLBZ为电流插座,
..3
有电流插头的电流表依次插入三个电流插座中,即可读取
,应

监视电流表的偏转方向,如逆时针偏转,要迅速拔出插头,
翻转180°:.
(1)、接通U=10V电源,测量U1单独作历时各支路
1
电流II、-1中
一、23
(2)、接通U=6V电源,测量U2单独作历时各支路电
2
流I、I、I,将测量结果记入实表3-1中.
123
(3)、接通UU电源,测量U、U一起作历时各支路
一、212
的电流III将测量结果记入实表3-1中.
一、二、3,
实表3-1
I(mA)I(mA)I(mA)
123
测量计算测量计算测量计算
U1单独作用
U2单独作用
U1、U2共同作用
2、齐性定理的验证
实验电路同前,实验时,令U=20V,U=12V,
12
.
123
I(mA)I(mA)I(mA)
123
测量计算测量计算测量计算:.
共同作用
上表中的值
误差%
四、实验设备(略)
五、实验报告要求
1、依如实验中所得数据,验证叠加定理,齐性定理.
2、计算各支路的电压和电流,并计算各值的相对误
差,分析产生误差的缘故.
六、试探题
.
实验三、戴维南定理
一、实验目的
1、验证戴维南定理
2、把握线性有源单口网络等效参数的测量方式
二、实验任务
1、联接电路,测出该单口网络的外特性
:.
R(Ω)0200400800160032006400∞
I(mA)
U(v)

A、开路电压的测量
a、直接法测开路电压Uoc
b、用补偿法测开路电压Uoc见以下图
B、短路电流Isc的测量
C、等效内阻R0=Uoc/Isc
3、等效电路的组成见以下图:.
4、测出戴维南等效电路的外特性
R(Ω)0200400800160032006400∞
I(mA)
U(v)
三、实验报告要求
绘出实际网络和等效网络端口处的伏安特性
四、试探题
1、试述戴维南定理
2、在补偿电路中,假设电压Us小于被测电压Uoc,可
否达到补偿法测电压的目的?什么缘故?
:.
实验四、日光灯电路
一、实验目的
一、把握日光灯电路的接线方式。
二、了解日光灯的大体工作原理。
3、.
二、实验说明
一、日光灯的大体工作原理(略)
二、调压器的大体工作原理,调压器的利用方式。
三相自耦调压器由三个单调压器组成,通常它的原边
三个绕组接成星型,如以下图所示.
A、B、C、O为输入端,它与电源联接;a、b、c、o
为输出端,,能同时调剂三相输:.
出电压,并保证输出电压的对称性.
三、实验电路图
四、实验内容与步骤
一、实验线路如图示,接线经教师检查后,方能合上电源
开关,将日光灯点亮。
二、如有异样情形应断开电源请教师排除故障。
3、
电压U镇流器电压日光灯电压电流I(A)
(V)U(V)U(V)
Ld
220
200
五、试探题见指导书。
:.
实验五功率因数的提高
一、实验目的
一、学****提高感性负载功率因数的方式
二、把握功率表的正确利用
二.、实验说明
一、关于一个无源一端口网络,其吸收的有功功率P=UIcosφ在UI
必然的情形下,一端口网络吸收功率的大小取决于功率因素的大
小。
二、工农业生产及日常生活中,大部份负载为感性负载。
功率因数cosφ<1,提高负载的功率因数一方面可充分发挥
电源的利用效率,另一方面可减少输电线路的功率损失。
3、提高电感性负载的功率因数,可采纳在感性负载两头
并电容器的方式。如以下图所示
三.、实验线路图
:.
四、功率表的利用及读数规那么
分格常数C=UeIe·cosφe/αe(瓦/格)
Ue─在测量时选用的额定电压αe─最大偏转格数
Ie─在测量时选用的额定电流
Cosφe─仪表上标明的额定功率因数
五、实验内容与步骤
按图接线,使调压器电压调到Ui=200V不变,在0─7μF范围内
改变C的值,记下相应的电流和功率
IIcIUP
L
C=0
C=1μF
C=2μF
┆
六、实验报告要求
计算不同电容值时电路的功率因数,并画出相量图。
七、试探题:.
=1的
状态?
,功率表的读数有无转变,什么缘故?
,串联电容
行不行?什么缘故?
实验六、一阶电路的响应
一、实验目的
1、观看RC串联电路充放电现象,并测量电路的时刻常数。
2、验证RC串联电路中过渡进程的理论分析结论的正确性。
3、学****用示波器观看和分析电路的响应。
二、实验说明
1、理想电容器C经电阻R接到直流电源
ie-t/RC
u=U(1-e-t/RC)c=U/R
C:.
e-t/RC
2、已充电的电容经电阻放电时:u=U
C
e-t/RC
i=-U/R
c
3、RC电路的方波响应
Us为方波信号
当方波的半周期和时刻常数维持5:1左右的关系,可
用示波器观看到稳固的波形如图
:.
RC电路的时刻常数由波形中估算出来
三、实验电路图
四、实验内容与步骤
1、取方波信号幅值为3V;f=500Hz;R=1k;C=
RC=T/10观看并记录u和i波形。
cc
2、信号不变,取R==μ现在RC<<T/2,观
看并记录u和i波形。
cc
3、信号不变,取R==μ现在RC>>T/2观看并
记录u和i波形。
cc
五、实验报告要求见指导书
六、试探题见指导书
实验七、二阶电路响应
一、实验目的:.
1、通过实验了解R、L、C串联电路的振荡和非振荡,和
与R、L、C各参数之间的关系。
2、学****用示波器观看和分析电路的响应。
二、实验说明
1、R、L、C串联电路的过渡进程有两种状态;振荡和
非振荡过渡进程,它取决于电路本身的参数。
L
2、当R2时,过渡进程是振荡的。
C

L
3、当R2时,过渡进程是非振荡的。
C
:.
三、实验电路
U为方波信号,可取f=100┈150Hz
s(t)
四、实验内容与步骤
L
1、L=C=μF时,临界电阻R22000改变R,
C
使电路处于临界状态,确信临界电阻并与理论值比较。
2、R===,观看ui的波形并刻画出来。
i、
3、R=500Ω、C=μF、L=,观看ui的波形并描
i、
绘出来。
注意:①i的波形为u的波形.
R
②测量的信号发生和示波器必需共地。:.
。
实验八、正弦交流电路中元件特性
一、实验目的
一、通过实验了解在正弦电路中大体特性和元件的电压和
电流之间相位关系。
二、学****用示波器观看和测量正弦电路中的电压和电流之
间相位差。
3、。
二、实验说明
一、电阻与频率无关,电阻元件两头的电压和电流同相。
二、电容元件两头的电压和电流不仅与电容C的大小有
关,而且与频率有关。流过电容的电流超前其端电压900。
3、电感元件两头的电压和电流不仅与电感量L的大小有
关,而且与频率有关。流过电感的电流掉队其端电压900。
三、实验电路
四、实验内容与步骤
一、测量在频率为时的电压和电流的波形,别离画出三种元:.
件的电压和电流的波形,并表达其相位关系,读出相位差φ
=(r=51Ω)。
o
二、按下表别离测量元件频率特性,并画出频率特性曲线。
(r=1KΩ)
o
f(Hz)200400600800100012001400160018002000
U(V)
R
Ur(V)
o
I(mA)
X(阻抗)
注:I=Ur/rX=U/I电阻元件
ooR
f(Hz)200400600800100012001400160018002000
U(V)
c
Ur(V)
o
I(mA)
X(阻抗)
注:I=Ur/rX=U/I电容元件
ooc
f(Hz)200400600800100012001400160018002000
U(V)
L
Ur(V)
o
I(mA)
X(阻抗):.
注:I=Ur/rX=U/I电感元件
ooL
五、实验设备
六、实验报告要求见指导书
实验九、串联谐振电路
一、实验目的
1、测定串联电路中的频率特性及谐振特性曲线
2、了解Q值的物理意义,绘制通用谐振曲线
二、实验说明
1、XXX的频率特性曲线
C、L、
X=ωL
L
X=1/ωC
C
X=X-X
LC:.
2、曲线u=f(f)、u=f(f)
cL、f(f)
1
f
02LC
3、谐振曲线
Q=U/U=U/U=ωL/R
LC0
谐振时,电感和电容的电压为:
UL=Uc=QU
三、实验内容与步骤
一、实验线路图
:.
2、取Us==,现在R=800ΩL=C=μ取R=R-r,调剂
0
fHz,粗测f(理论值f=1590Hz).,然后调剂电源频率,

测出不同频率的端电压UUU记入表中
R、c、L
F(Hz)100300600800fff30004000
c0L
U
R0
U
L
U
c
3、维持u=1v、L、C的值不变,选取Q=5即R=200Ω;
s
R=R-r测量步骤同上。
0
四、实验报告要求,见指导书。
五、试探题,见指导书。
:.
实验十、均匀传输线仿真线测量
一、实验目的
一、学****用链形电路模拟传输线研究散布参数电路。
二、研究无损线终端开路和短路状态下,电压有效值沿线
散布及遍地相位关系。
二、实验说明
本实验装置采纳电感线圈和电容组成π型链型网络模拟
均匀传输线。在适当的频率下,线路上的损耗能够忽略不计,
故这一均匀传输线可视为无损线。
每一个π型环节:L=μH,C=μF。每一个环节模拟的无
损线长度为781m,总共有18个π型环节,模拟无损线全长
14km。
在正弦稳态情形下:
一、无损线终端开路,沿线的电压布为
..2.2f
U=UcosX=Ucos
oc22X
V
c
二、无损线终端短路,沿线的电压散布为
..2.2f
U=jZsinX=jZsin
scI2cI2cX
V
c:.
三、实验内容与步骤
一、测量在某一频率的正弦信号源作用下,传输线终端开路.
短路和接R=84Ω状态下的沿线电压有效值,并绘制电压有
z
效值散布曲线,测量数据填入下表.
测量点**********
终端状态
Rz=∞2V
Rz=02V
Rz=84Ω2V
Usr为f=16KHz的正弦信号
2、用双踪示波器观看沿线各点电压与始端电压的相位差,
并记录相位差的大小。:.
实验十一、单管共射放大电路
一、实验目的
1、测量放大器静态工作点及放大倍数。
2、观看静态工作点对放大器输出波形的阻碍。
3、。
二、实验电路
:.
三、实验内容与步骤
1、测量静态工作点:
调剂R使Ic=(URc=、测量并记录Uce.
W
2、放大倍数的测量
=,用示波器观看Uo
的波形,在Uo不失真的条件下别离测量:当R=∞;R=3K时,
LL
别离测量电压放大倍数并记录。
RUiU。Av
L
∞5mv
3K5mv
3、测量放大器的输入电阻Ri
:.
UsUiR1Ri
5mv1K
Ri=UiR1/(Us-Ui)
4、测量放大器的输出电阻R。
R。=(Uo/Uo-1)R;R=3K
LLL
5、观看工作点对输出波形Uo的阻碍
按下表要求,观看Uo的波形,在给定条件①的情形下,增加
Us(频率1KHz信号电压)直到Uo波形的正或负峰值刚要显现
削波失真,描下现在Uo的波形,并维持Us的值不变。
给定条件Uo的波形Uce
①维持实验步骤②的
静态工作点R=∞
L
②Rw不变
R=3k
L
③Rw最大
R=∞
L
④Rw最小
R=∞
L
四、报告要求
记录数据及波形,并对数据、波形进行整理。
五、试探题,.
:.
实验十二、阻容耦合负反馈放大器
一、实验目的
1、了解阻容耦合负反馈放大器的级间联系和前后级的彼
此阻碍。
2、验证负反馈对放大器性能的阻碍。
二、实验电路
:.
三、实验内容
1、测量静态工作点
UUU
BEC
T1
T
2
2、观看无负反馈时放大器后级对前级的阻碍
使Ui=1mv;f=1kHz
UUA
i01v1
不带负载(K开)1mv
带负载(K合)1mv
3、观看负反馈对输出电压的阻碍
使Ui=5mv;f=1kHz
UU波形
i02L
开环(K开)5mv
f
闭环(K合)5mv
f
4、比较开闭环情形下输出电阻R及输入电阻R
0i
UURUiUR
0202L0si
K(合)
f
K(开)
f
5、测量幅频特性,通频带宽度。
:.
UUU/2ffB=f-f
i0202LHHL
K(合)
f
K(开)
f
四、试探题见指导书。
实验十三、差动放大器
一、实验目的
一、了解差动放大器的性能特点,并把握提高其性能的方
式。
二、。:.
二、实验电路图
三、实验内容
一、测定静态工作点(先调零)
UUUUUU
B1C1E1B2C2E2
K合到1
调零方式:将两点短接并接地,调整Rw使Uo=Uo-Uo=0
12
二、测量单端输入差模电压放大倍数:.
将Ui=30mvf=1kz交流信号加在IN1与地之间,同时将
IN2接地,测出Uo、Uo、Uo值。
12
UUUAAA
o1o2od1d2d
K合到1
K合到3
3、测共模电压放大倍数
IN1、IN2两点短接,将Ui=100mv、f=1kz交流信号接
到IN1(IN2)与地之间,测量UoUo的值。
12
UUUAAA
o1o2oc1c2c
K合到1
K合到3
4、求出CMRR
实验十四、稳压电源电路
一、实验目的
一、加深明白得串联稳压电源的工作原理。
二、学****串联稳压电源技术指标的测量方式。
二、实验电路图
.:.
三、实验原理
该电路由变压器、桥式整流、滤波器、调整管、比较放大、
基准电压、爱惜电路等组成。
四、实验内容与步骤
一、空载检查:接通电源,调剂自耦变压器,使U=220V。
i
第一调剂Rw,观看输出电压U是不是随之改变,假设U
oo
不改变,那么说明整个系统没有调整作用,应先排除故障。
假设调剂R,U随之改变那么说明整个系统有调整作用。
wo
二、测量输出电压调剂范围
调剂R,在I=100mA条件下,测量输出电压U的最大值
w00
和最小值和稳压电路的输入电压U和调整管T的管压降。
I1
UUU
0ICE1
R右旋到底
w
R左旋到底
w
3、测量稳压器的稳压系数S
r
当输出电压U=7VI=100mA时,调剂调压器使交流
0
输入电压转变±10%()注意I不变,
i0:.
测出U填入表中。
0
UiU
0
220V7V
198V
242V
U
0
U
S0
rU
i
U
i
4、测量稳压电源的输出内阻r
0
交流电压U=220VU=7V(空载)
i0
调剂R在I=100mA时,测出U的值。
w,00
U
r0
0I
0
五、测量纹波电压
当直流输出电压U=7VI=100mA时,用示波器观看直
00
流输入电压U及U的波形,并用交流毫伏表测量U的纹波
I00
电压。
五、实验报告
列出本实验中稳压电源的技术指标
一、输出电压调剂范围
二、稳压系数。
3、输出电阻。
4、纹波电压。:.
实验十五、TTL与非门参数的测量
一、实验目的
一、熟悉TTL与非门外型和管脚引线排列
二、通过测试了解与非门的直流参数
3、加深对与非门逻辑功能的熟悉
4、加深明白得与非门的外特性及利用条件
二、实验说明
实验测试所用与非门为国为74LS00
三、实验内容
测试各参数的电路如以下图所示:Thedo