《电工与电子技术 教学课件 ppt 作者 孙立坤 等 17_—— 实 验 部 分 ——》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工与电子技术 教学课件 ppt 作者 孙立坤 等 17_—— 实 验 部 分 ——（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工与电子技术,主编, 实 验 部 分 ,实验1 电路元件伏安特性测绘 实验2 基尔霍夫定律 实验3 电压源与电流源的等效变换 实验4 叠加定理的验证 实验5 戴维南定理的验证 实验6 荧光灯电路及功率因数的提高 实验7 晶体管共发射极单管放大电路 实验8 集成运算放大器的线性应用 实验9 基本门电路逻辑功能测试 实验10 触发器逻辑功能的测试 实验11 集成计数器的应用,实验1 电路元件伏安特性测绘,1.实验目的 1)掌握线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的测量方法； 2)掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。 2.实验设备 3.实验原理 1) 线性电阻元件的阻值为常数，其电压和电流的
2、关系满足欧姆定律。,实验图1-1 二端元器件伏安特性曲线,实验1 电路元件伏安特性测绘,实验图1-2 电阻伏安特性测试电路,2)一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态， 其灯丝电阻随着温度的升高而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，,实验1 电路元件伏安特性测绘,阻值也越大，所以它的伏安特性如实验图1-1中曲线b所示。 3) 普通二极管是一个非线性器件，具有单向导电性，正向压降很小(一般锗管约为0.20.3V，硅管约为0.50.7V)，正向电流随正向压降的升高而急骤上升。 4)稳压二极管是一种特殊的二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向击穿特性比普通二极管更陡，如实验图1-1中曲线d所
3、示。 4.实验内容及步骤 (1) 测定线性电阻器的伏安特性 按实验图1-2接线，调节稳压电源的输出电压U，从0 V开始缓慢地增加，一直到10V，记下相应的电压表和电流表的读数UR、I，填入实验表1-1中。,实验1 电路元件伏安特性测绘,(2) 测定非线性白炽灯泡的伏安特性 将图实验1-2中的R换成一只12V、0.1A的灯泡，重复步骤1。,表格,表格,(3) 测定半导体二极管的伏安特性 按实验图1-3接线，,实验1 电路元件伏安特性测绘,实验图1-3 二极管伏安特 性测试电路,实验1 电路元件伏安特性测绘,表格,表格,(4)测定稳压二极管的伏安特性 1)正向特性实验：将实验图1-3中的二极管换成
4、稳压二极管，重复实验内容(3)中的正向测量。,实验1 电路元件伏安特性测绘,表格,2)反向特性实验：将实验图1-3中的R换成510，稳压二极管反接，测量其反向特性。,实验1 电路元件伏安特性测绘,表格,5.实验报告要求 1) 根据各实验数据，在坐标纸上分别绘出各被测元器件的伏安特性(二极管的正、反向特性要画在同一坐标中)。 2) 根据实验结果，总结、归纳被测各元器件的特性。 3) 必要的误差分析。,实验2 基尔霍夫定律,1.实验目的 1)验证基尔霍夫电流定律和电压定律； 2)练习使用万用表。 2.实验设备 3.实验原理 1)基尔霍夫电流定律：电路中任意时刻流进节点和流出节点的电流的代数和等于0
5、，即I=0。 2)基尔霍夫电压定律：电路中任意时刻沿闭合电路的电压降的代数和等于0，即。 4.实验内容及步骤 1)按实验图2-1连线，E1接稳压电源3V，E2接6V。,实验2 基尔霍夫定律,2)调整为Rt任意值，把万用表调在mA档，表笔依次串入I1 、I2 和 I3支路，正确读取数据记录在实验表2-1中。,实验图2-1 基尔霍夫定律验证电路,实验2 基尔霍夫定律,表格,实验2 基尔霍夫定律,3)调节电压源，分别使E1 、E2等于4.5V和1.5V，测取电流数据(注意电流方向)。 4)验证各种情况下的I是否为零。 5)在同样的实验线路上用万用表的直流电压档依次读取abcda、aecda、abce
6、a回路的支路电压并记入实验表2-2中，验证U是否为零。,表格,5.实验报告要求,实验2 基尔霍夫定律,1)利用测量结果验证基尔霍夫定律。 2)将实验结果和理论计算作比较，分析误差原因。,实验3 电压源与电流源的等效变换,1. 实验目的 1)掌握建立电源模型的方法； 2)掌握电源外特性的测试方法； 3)验证电压源与电流源等效变换的条件。 2. 实验仪器 3.实验原理 1)理想直流电压源具有端电压保持恒定不变，而输出电流的大小由负载和其端电压确定的特性，其外特性曲线，即其伏安特性曲线Uf(I)是一条平行于I轴的直线。 2)实际电源都有内阻，其端电压或端电流并不是恒定的,而是随负载的改变而改变。,实
7、验3 电压源与电流源的等效变换,3)一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以用电压源模型表示，又可以用电流源模型表示。,实验图 3-1 电压源与电流源等效电路,4.实验内容 (1)测量电压源的外特性 1)电路如实验图3-2所示，US为+6V直流稳压电源，调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数。,实验3 电压源与电流源的等效变换,表格,2)电路如实验图3-3所示，调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数，实验结果填入实验表3-2。 (2)测量电流源的外特性 电路如实验图3-4所示，IS为直流恒流源，调节其输出为5mA，令R0分别为1k和，调节电位器RL(0470)，测出
8、这两种情况下的电压表和电流表的读数。,实验3 电压源与电流源的等效变换,表格,实验3 电压源与电流源的等效变换,实验图3-2 理想电压源,实验3 电压源与电流源的等效变换,实验图3-3 实际电压源,实验3 电压源与电流源的等效变换,实验图3-4 电流源,(3) 测定电源等效变换的条件 电路如实验图3-5所示，,实验3 电压源与电流源的等效变换,首先读取实验图3-5a中两表的,实验图3-5 测定电源等效变换电路,2)换接线路时，必须关闭电源开关。 3)直流仪表的接入应注意极性与量程。 5.实验报告要求,实验3 电压源与电流源的等效变换,1) 根据实验数据绘出电源的四条外特性曲线，并总结、归纳各类
9、电源的特性。 2) 根据实验结果验证电源等效变换的条件。,实验4 叠加定理的验证,1.实验目的 1)验证叠加定理，从而进一步理解叠加定理； 2)求出包含两个以上电源的线性网络中，任一支路中的电流。 2.实验设备 3.实验原理 4.实验内容及步骤 1)按实验图4-1接线。 2)使E1和E2同时供电，用万用表电流档依次测取I1 、I2和 I3，记入实验表4-1中。 3)E1单独供电时(取下E2，短路ec)，测出I1 、I2和I3，记入实验表4-1中(注意电流方向变化)。,实验4 叠加定理的验证,4)E2单独供电时(取下E1，短路dc)，测出I1 、I2和I3，记入实验表4-1中(注意电流方向变化)
10、。,实验图4-1 叠加定理验证电路,实验4 叠加定理的验证,表格,实验4 叠加定理的验证,5.实验报告要求 1)根据测量数据验证：I1= I1+ I1 I2= I2+ I2 I3= I3+ I3。 2)写出结论，分析误差原因。,实验5 戴维南定理的验证,1.实验目的 1)验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解； 2)掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。 2.实验设备 3.实验原理 (1)戴维南定理 戴维南定理指出：任何一个有源二端线性网络，总可以用一个理想电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压Uo，其等效内阻R0等于该网络中所有独立电源全部
11、置零(将各个理想电压源短接，其电动势为零；将各个理想电流源开路，其电流为零)后得到的无源网络两端之间的等效电阻。 (2)有源二端网络等效参数的测量方法,实验5 戴维南定理的验证,1) 等效电阻的测量方法:,实验图5-1 外特性曲线,实验5 戴维南定理的验证,2) 开路电压的测量:在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较大的误差。,实验图5-2 零示测量法,实验5 戴维南定理的验证,4.实验内容,实验图5-3 有源二端网络,1)用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uo、R0和诺顿等效电路的IS、R0。,实验5 戴维南定理的验证,表格,2)负载实验。,实验5 戴维南
12、定理的验证,表格,3)验证戴维南定理：从电阻箱上取得第1步所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流稳压电源(调到第1步时所测得的开路电压Uo之值)相串联，如实验图5-3b所示，仿照第2步测其外特性，对戴氏定理进行验证。,实验5 戴维南定理的验证,表格,5.实验报告要求 1)根据实验内容中第2步和第3步，分别绘出曲线，验证戴维南定理的正确性，并分析产生误差的原因。 2)归纳、总结实验结果。 3)总结实验中出现的问题及解决的方法。,实验6 荧光灯电路及功率因数的提高,1.实验目的 1)了解荧光灯电路的组成、工作原理和电路的连接； 2)学习正确使用交流电流表、交流电压表和功率表； 3)测量荧光灯的功率
13、并学会计算功率因数； 4)了解提高荧光灯功率因数的方法及其意义。 2.实验器材与设备 3. 实验说明和实验电路图,实验图6-1 荧光灯电路,实验6 荧光灯电路及功率因数的提高,(1)荧光灯电路 荧光灯电路由灯管、镇流器和辉光启动器三部分组成，如实验图6-1所示。 (2)荧光灯的启辉过程 当接通电源后，由于荧光灯没点亮，电源电压全部加在辉光启动器的两端，使辉光管内两个电极放电，放电产生热使双金属片受热趋向伸直，与固定触头接通。 4. 实验内容与要求 1)实验电路如实验图6-2所示。 2)连接实验电路，进行测试，记录数据： 首先点亮荧光灯，测试电源电压U、灯管电压UR、镇流器电压UL、电流I及功率
14、P，计算功率因数，并填入自拟表格中；,实验6 荧光灯电路及功率因数的提高, 并联不同的电容(15F)，再分别测试各电压及灯管电流IR、电容电流IC、总电流I及功率P，并计算功率因数,并填入自拟表格中。,实验图6-2 荧光灯实验电路,5. 实验注意事项,实验6 荧光灯电路及功率因数的提高,1)荧光灯启动电流较大，启动时要小心电流表的量限，以防损坏电流表。 2)不能将220V的交流电源不经过镇流器而直接接在灯管两端，否则将损坏灯管。 3)在拆除实验电路时，应先切断电源，稍后将电容器放电，然后再拆除。 4)电路接好后，必须经教师检查允许后方可接通电源，在操作过程中要注意人身及设备安全。 6. 实验报
15、告要求 1)画出实验电路图并简述其工作原理。 2)将所测得的实验数据和计算数据填写在自己所设计的表格内。,实验6 荧光灯电路及功率因数的提高,3)根据所得数据，按比例画出电源电压和荧光灯支路电流IR、电容支路电流IC、总电流I的相量图。,实验7 晶体管共发射极单管放大电路,1.实验目的 1)掌握放大电路的静态工作点调试方法，分析静态工作点对放大电路性能的影响； 2)学习测量静态工作点、电压放大倍数的方法。 2.实验设备与器件,实验图7-1 共发射极单管放大 电路实验电路图,实验7 晶体管共发射极单管放大电路,3.实验原理 (1)放大电路静态工作点的测量与调试 1)静态工作点的测量：测量放大器的
16、静态工作点，应在输入信号Ui=的情况下进行，即将放大电路输入端与地短接，然后用数字万用表选择适当的直流电流档和直流电压档，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各极对地的电位UB、UC和UE。 2)静态工作点的调试:放大电路动态工作点的调试是指对晶体管集电极电流IC(或UCE)的调整与测试。 (2)电压放大倍数的测量 调整放大电路到合适的静态工作点，然后加入输入电压Ui，在输出电压不失真的情况下，用示波器测出Uip-p。 4.实验内容及步骤,实验7 晶体管共发射极单管放大电路,(1) 测量静态工作点 接通电源前，先将RP调至最大，函数信号发生器“幅值旋钮”转至到零。,表格,(2)测量电压放大倍数 在放大电路输入端加入频率为f =1kHz的正弦信号US，调节函数信号发生器的“幅值旋钮”使Ui=10mV，同时用示波器观察放大电路输出电压Uo的波形，在波形不失真的条件下计算三种情况下的Uo值，记入实验表7-2。,实验7 晶体管共发射极单管放大电路,表格,(3)观察静态工作点对输出波形失真的影响 置RC = 2k，RL =2k，
