电工测量与实验技术实验教案

电⼯测量与实验技术实验教案<<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、R.L.C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集成电路定时器及应⽤
实验⼆⼗、环形振荡器电路
评分标准：
实验操作 5 0%
考核30%
实验报告20%
本课程的任务和要求
通过该门课程的学习,学⽣在实验技能⽅⾯应⽤技术达到下列要求(1)、正确使⽤电流表.万⽤表.功率表及常⽤的⼀些电⼯设备;
学会使⽤⽰波器.信号发⽣器，晶体管稳压电源.晶体管毫伏表. (2)、掌握基本的测量技术,如测量电压.电流、功率、频率、
相位时间及电路的主要技术指标。

(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
找和排除常见故障的能⼒。

(5)、具有根据实验任务确定实验⽅案,选择合适元件设计线
路的初步能⼒,具有选择常⽤电⼯仪表，设备进⾏实验的能⼒。

(6)、能独⽴写出严谨，有理论分析.事实求是.⽂字通顺的实
验报告。

⼀、实验的⼀般过程
1、预习
2、基本操作程序
(1)熟悉设备
(2)连接线路
(3)检查调整
(4)操作记录
(5)核对检查
(6)注意事项
3、报告的编写
实验报告⼀般应包括以下主要内容
(1)实验⽬的及任务
(2)实验电路及使⽤的设备,实验原理及⽅法.
(3)实验数据.
(4)数据处理.包括整理数据,估计误差,通过计算得到结果,
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,实验的收获体会,对改进实验的建议等.
4．实验安全注意事项
(1).实验中经常要与220V⾄380V的交流电压打交道,如果忽视安全⽤电或粗⼼⼤意.就很容易触电.为确保⾃⾝和他⼈的
安全,实验中应做到以下⼏点;
a.遵守接线基本规则,先把设备.仪表.电路之间的线接好,经⾃查和互查⽆误后,再接电源线,经⽼师检查允许后,再合闸.拆线顺序为先切断电源和先拆电源线,再拆其它线.
b.绝对不能把⼀头已接在电源的导线的另⼀头空甩着.电路其它部分也不能有空甩线头的现象.线接好后,多余的.暂时不⽤的导线都要拿开,放在合适地⽅.
C.实验中要多加⼩⼼,⼿和⾝体绝对不能碰任何⾦属部分(包括仪器外壳),养成实验时⼿始终拿绝缘部分的好习惯,同时要绝对克服⼿习惯性的摸这摸那的坏习惯,杜绝将整个⼿都放在测试点上的不良测试⽅法.
d.万⼀遇到触电事故,不要慌乱,应迅速断开电原,拉下闸⼑,使触电者尽快脱离电源,然后抓紧时间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
掌握线性电阻元件、⾮线性电阻元件------半导体⼆级管以及电压源伏安特性的测试技能.
1.加深对性电阻元件、⾮线性电阻元件以及电源伏安特性的理解,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⼩⽽变化.见实图２－１其伏安特性满⾜欧姆定律
2、⾮线性电阻元件：⾮线性电阻元件的伏安特性不满⾜欧姆定律,见实图２－２
电路板电流表电阻箱
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，可⽤⼀个理想电压源和⼀个电阻相串联来表⽰．见实图(２－3)c．
（a）(b)(c)
实图２－３（a．b．c）
三、实验内容与步骤
1、测定线性电阻的伏安特性；按实图2－４接好线路.
图2——4
依次调节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
2、测定⼆极管的正向伏安特性；按实图２－５接好线路.
调节R .使电流读数分别为表2－２数值.并测相应电压值记⼊表２－２中.
I(mA************
U(V)
3、测定晶体管稳压电源的伏安特性；晶体管稳压电源可视实为理想电源.按实图2－６接好线路
调节稳压电源电压等于10V, 然后调节R . 使电流表分别为表２－３数值,并将对应电压记⼊实表２－３中.
实表２－３
I(mA) 0 5 10 15 20 25 30 35
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
调节输出电压为10V,由⼤到⼩调节R,使电流表读数为实表２－４数值.记⼊相应的电压值.
实表２－４
四、实验设备(略)
五、实验报告要求
根据实验中所得数据,在坐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理解．
３、验证叠加定理的推⼴――齐性定理．
⼆、实验说明
１、叠加定理：在任⼀线性⽹络中，多个激励同时作⽤时的总响应等于每个激励单独作⽤时引起的响应之和．所谓某⼀激励单独作⽤，就是除了该激励外，其余激励均为零值．
２、齐性定理：线性电路中，当所有激励都増⼤或减⼩k倍（k为实常数），响应也同样增⼤或减⼩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，当测量⽀路电流I1．．I2．.I3时只需将接有电流插头的电流表依次插⼊三个电流插座中，即可读取三条⽀路电流I1．.I2．I3的数值．在插头插⼊插座的同时，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°度后重新插⼊再读取电流值．
插座电流表
（１）、接通U1＝10V电源，测量U1单独作⽤时各⽀路电
流I1、I2、I3.将测量结果记⼊实表３－１中
（２）、接通U2=6V电源，测量U2单独作⽤时各⽀路电
流I1、I2、I3,将测量结果记⼊实表3－１中．
（３）、接通U1、U2电源,测量U1、U2共同作⽤时各⽀路
的电流I1、I2、I3,将测量结果记⼊实表3－１中．
实表３－１
Ｉ１（ｍＡ）Ｉ２（ｍＡ）Ｉ３（ｍＡ）
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Ｕ１＝２０Ｖ，Ｕ２＝１２Ｖ，
分别出Ｉ１．Ｉ２．Ｉ３．
Ｉ１（mA）I2(mA) I3(mA)
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、根据实验中所得数据，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，分析产⽣误差的原因．
六、思考题
做P76. 1. 2.题．
实验三、戴维南定理
⼀、实验⽬的
１、验证戴维南定理
２、掌握线性有源单⼝⽹络等效参数的测量⽅法
⼆、实验任务
１、联接电路，测出该单⼝⽹络的外特性
R(Ω) 0 200 400 800 1600 3200 6400 ∞I(mA)
U(v)
２．测出该⼀端⼝⽹络的戴维南等效电路参数
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、等效电路的构成见下图
４、测出戴维南等效电路的外特性三、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、思考题
１、试述戴维南定理
２、在补偿电路中，若电压Us ⼩于被测电压Uoc ，能否达到补偿法测电压的⽬的？为什么？实验四、⽇光灯电路
⼀、实验⽬的
1、掌握⽇光灯电路的接线⽅法。

2、了解⽇光灯的基本⼯作原理。

3、学习交流电压.交流电流的测量⽅法.
⼆、实验说明
1、⽇光灯的基本⼯作原理（略）
2、调压器的基本⼯作原理，调压器的使⽤⽅法。

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,如下图所⽰.
调压器⽇光灯交流电流表
A 、B、C、O为输⼊端,它与电源联接；a 、b 、c 、o 为输出端,它们与负载联接.当转动⼿轮时,能同时调节三相输
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
1、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。

2、如有异常情况应断开电源请⽼师排除故障。

3、测量电压.电流记⼊表中
电压U （V）镇流器电压
U L（V）
⽇光灯电压
U d（V）
电流I（A）
220
200
五、思考题见指导书。

实验五功率因数的提⾼
⼀、实验⽬的
1、学习提⾼感性负载功率因数的⽅法
2、掌握功率表的正确使⽤
⼆.、实验说明
1、对于⼀个⽆源⼀端⼝⽹络，其吸收的有功功率P=UIcosφ在UI ⼀定的情况下，⼀端⼝⽹络吸收功率的⼤⼩取决于功率因素的⼤⼩。

2、⼯农业⽣产及⽇常⽣活中，⼤部分负载为感性负载。

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，可采⽤在感性负载两端
并电容器的⽅法。

如下图所⽰
三.、实验线路图
插座功率表⽇光灯
四、功率表的使⽤及读数规则
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
I Ic I L U P
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、思考题
1.怎样根据交流电流表的读数判断电路处于cosφ=1的
状态？
2.并联电容后，功率表的读数有⽆变化，为什么？
3.为什么要⽤并联电容的办法提⾼功率因数，串联电容⾏不⾏？为什么？
实验六、⼀阶电路的响应
⼀、实验⽬的
１、观察RC串联电路充放电现象，并测量电路的时间常数。

２、验证RC串联电路中过渡过程的理论分析结论的正确性。

３、学习⽤⽰波器观察和分析电路的响应。

⼆、实验说明
１、理想电容器C经电阻R接到直流电源
u C =U（1-e-t/RC）i c =U/R e-t/RC
２、已充电的电容经电阻放电时: u C =U e-t/RC
i c= - U/R e-t/RC
３、RC电路的⽅波响应
Us为⽅波信号
当⽅波的半周期和时间常数保持5：1左右的关系，可⽤⽰波器观察到稳定的波形如图
RC电路的时间常数由波形中估算出来。