电子电工学实验讲义

1、目 录实验一 验证叠加定理和基尔霍夫定律2一、实验目的2二、实验原理2三、实验设备和器材2四、实验电路和实验步骤2五、实验结果和数据处理3六、实验预习要求3七、思考题4实验二 单相交流电路（日光灯电路）5一、目的5二、设备、仪表5三、实验原理5四、内容和步骤6五、注意事项7六、预习要求7七、总结要求8附：日光灯的构造及电路原理简介8实验三 常用电子仪器的使用10一 、 实验目的10二 、 实验原理10三 、实验设备与器件12四、实验内容12实验四 基本逻辑门逻辑功能测试14一、 实验目的14二、实验器材14三、实验内容14四、用门电路实现下图功能：15五、实验报告要求15六、思考题1516实验

2、一 验证叠加定理和基尔霍夫定律一、实验目的1.通过实验，加深对叠加定理的理解；2.加深理解KCL、KVL定律。3.进一步熟悉稳压电源、直流电流表和数字万用表的使用方法。二、实验原理1.叠加定理。 叠加定理是线性电路的一个基本定理。它表述如下：在线性电路中，当有两个或两个以上的独立电源（电压源或电流源）作用时，则任意支路的电压或电流，都可以认为是电路中各个电源单独作用而其它电源不起作用，在该支路中产生的各电流分量或电压分量的代数和。2.基尔霍夫定律 KCL定律： KVL定律：三、实验设备和器材1.直流毫安表 C31-mA型 100mA1000mA 一台2.数字万用表 DT9202型 31/2位

3、一块3.通用实验箱 一台四、实验电路和实验步骤1.实验电路如下图1-1A510图1-1 实验电路原理图12VUS1+_6VUS2R1R2510R31KI3BCI1I2 D2.实验步骤（1）按图接线，将US1调整到12V，US2调整到6V（注：电压源要先调整好，断电后再接入电路），连接好电路，经教师检查后，接通电源；如果电路正常，可接入电流表和电压表，测量US1和US2同时作用时的各支路电流及各电阻两端的电压。记录数据。（2）测量US1单独作用时的电压和电流将US1调整到12V，US2断开后，再用导线短路（不可将电压源短接），经教师检查后，接通电源；如果电路正常，可接入电流表和电压表测量各直流电

4、流和各电阻电压。记录所测数据。（3）测量US2单独作用时的电压和电流将US2调整到6V，US1断开后，再用导线短路（不可将电压源短接），经教师检查后，接通电源；如果电路正常，可接入电流表和电压表。测量各直流电流和各电阻电压。记录所测数据。五、实验结果和数据处理1将每次测量结果，用表格列出： 测量项目实验内容I1I2I3UABUBCUBDUCDUADUS1 US2共同作用US1作用US2作用2根据所得数据，验证US1 US2共同作用时的各量是否为US1 US2分别作用时的代数和。3验证US1 US2共同作用时对于结点B，各支路电流是否符合KCL定律，对于回路ABDA、BCDB是否符合KVL定律。

5、六、实验预习要求1复习基尔霍夫定律和叠加定理的有关内容。七、思考题1将（2）、（3）的实验结果与（1）的实验结果进行比较，可得出什么结论？与理论计算结果比较。2电路中两个电动势均增大一倍，各支路的电流、电压如何变化？ 实验二 单相交流电路（日光灯电路）一、目的1. 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。2. 了解日光灯电路和它的工作原理，掌握日光灯电路的接线。3. 理解感性负载电路并联电容器提高功率因数的作用。4. 学会使用功率表。二、设备、仪表1.交流电流表 D26-A型 0.5A/1A 一台2.交流电压表 一台3.功率表 D26-W型 0.5A/1A150/300/600型 一台

6、4.镇流器 与15W灯管配用 一个5.电容器 1F、2.2F、4.7F /500V 三个6.启辉器 与15W灯管配用 一个7.日光灯管、管座 15W 一个三、实验原理1.单相正弦交流电路中，支路电流和回路电压满足相量形式的基尔霍夫定律，即,。2如下图所示的RC串联电路中，电流和电压相位相同，电压比相位落后。图 2-1-jXCRcR四、内容和步骤1. 用一只220V、15W的白炽灯泡和4.7F/500V电容器组成如图2-1所示的实验电路，经教师检查后，接通市电，将外部引入的交流电调至相电压220V。记录U、UR 、UC值，验证电压三角形关系。测量值计算值U(V)UR(V)UC(V)2日光灯线路接

7、线与测量图 2-2VAL220VS1*W镇流器日光灯管起辉器L+按图2-2组成线路，合上S1开关，使日光灯的启辉器点亮。然后将电压调至220V,测量功率P，电流I，电压U、UL、UA等值，验证电压、电流相量关系。测量数值计算值P(W)I(A)U(V)UL(V)UA(V)R()cos正常工作值3 并联电路电路功率因数的改善。图 2-3C1VAL220VS1*W起辉器L+C2经指导教师检查后，合上S1开关，将电压U调至220V ，记录功率表、电压表读数。再通过一只电流表分别测得三条支路的电流。电容值测量数值计算值FP(W)U(V)I(A)IL(A)IC(A)R()cos4.76.9五、注意事项1.

8、 电路电压较高，请注意安全切不可触摸带电部分。拆除电路时，应首先切断电源。2. 功率表要正确接入电路，读数时要注意量程和实际读数折算关系。3. 线路连接正确，而日光灯不能启辉时，检查启辉器及其接触是否良好六、预习要求1. 复习单相交流电路的有关理论。2. 学习本实验说明书中有关日光灯的原理。3. 给感性负载并联电容后，电路的总电流增大还是减小，感性负载上的电流和功率是否改变？七、总结要求1. 将所测数据填入表格，简要回答“步骤”中所提出的每个问题。2. 由所测数据计算日光灯的功率因素提高后电路的功率因数，并说明为什么，并说明电容可以提高功率因数的原因。附：日光灯的构造及电路原理简介一、构造：日

9、光灯主要由灯管、镇流器和起辉器组成。起辉器220v图 2-5镇流器日光灯管灯管是一根内壁均匀涂有荧光粉的玻璃管，管内充有惰性气体及少量水银，灯管两端装有灯丝，灯丝通电预热后产生电子发射，同时使管内温度升高，水银蒸发，当水银气化游离发生弧光放电时，发射紫外线，激发管内荧光粉从面产生可见光。镇流器是一个带有铁芯的电感线圈，用来（1）产生足够大的自感电势，产生强大电场以激发灯管起燃。（2）限制灯管电流起辉器是一个小型辉灯管，管内充有氖气，装有静板和一个用金属片制成的U形动触发板，形成两个极，冷态时两极分离，受热时金属片弯曲使两极闭合。其两端并联一个小电容器，用来消除两极断开时的电火花。二、电路的工作

10、原理接通电源后，电源电压同时加到灯管和起辉器两端电极上，使起辉器开始辉光放电（形成通路），灯管由于电压不足以使它放电，暂时不通。此时构成电源、镇流器、灯丝和起辉器的电流通路，使灯丝加热，同时起辉器的U型金属片因两极板放电受热而伸张，并与静极板接触。使两极间电压立即变为零，从而放电停止。双金属片随即冷却分离恢复原状，使电路中断，于是在镇流器两端产生一瞬时高压电。此电压于电源电压迭加后作用于灯管两端，将管内气体分离而产生弧光放电，随着灯管起燃，两端电压下降，电源电压大部分降落在镇流器上，起辉器由于电压低，不足以再次辉光放电，其触片仍然分离。日光灯实质是镇流器和灯管串联电路，由于镇流器具有较大的电感

11、量，电路的功率因素很低，为了节能，要求用户在电路两端并联适当的电容提高功率因素。实验三 常用电子仪器的使用一 、 实验目的1.学习电子电路实验中常用的电子仪器示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表的主要技术指标、性能及正确使用方法。二 、 实验原理在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图31所示。接线时应注意

12、，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。图31 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点：1）、寻找扫描光迹将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：适当调节亮度旋钮。触发方式开关置“自动”。适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。（若示波器设

13、有“寻迹”按键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。） 2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。4）、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有时，由于选择了较慢的扫描速率

14、，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形不在X轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。5）、适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示一二个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。在测量周期时，应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置。根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（div或cm）与“Y轴灵敏度”开关指示值（v/div）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div或c

15、m）与“扫速”开关指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。 2、函数信号发生器函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VPP。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。三 、实验设备与器件 1、 函数信号发生器 2、 双踪示波器3、 交流毫伏

16、表四、实验内容 1、用机内校正信号对示波器进行自检。 1) 扫描基线调节将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（Y1或Y2），输入耦合方式开关置“GND”，触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”（）和“Y轴位移”( )旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。2）测试“校正信号”波形的幅度、频率将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道（Y1或Y2），将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“Y1”或“Y2”。调节X

17、轴“扫描速率”开关（t/div）和Y轴“输入灵敏度”开关（V/div），使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。a. 校准“校正信号”幅度将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“y轴灵敏度”开关置适当位置，读取校正信号幅度，记入表31。表31标 准 值实 测 值幅 度Up-p(V)频 率f(KHz) 注：不同型号示波器标准值有所不同，请按所使用示波器将标准值填入表格中。b. 校准“校正信号”频率将“扫速微调”旋钮置“校准”位置，“扫速”开关置适当位置，读取校正信号周期，记入表31。 2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数 调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为10KHz、10

18、0KHz，有效值均为1V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置，测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表32。表32信号电压频率示波器测量值信号电压毫伏表读数（V）示波器测量值周期（ms）频率（Hz）峰峰值（V）有效值（V）10KHz100KHz实验四 基本逻辑门逻辑功能测试一、 实验目的1.了解数字电路实验箱的基本功能及组成。2.掌握常用仪器、仪表的使用（示波器、万用表）。3.掌握TTL集成电路及CMOS集成电路的接法。4.掌握基本逻辑电路功能及其测试方法。二、实验器材1.数字电路实验箱2.双踪示波器3.器材：TTL逻辑门 74LS08（与门）、 74LS32（或门）、 74LS04（非门）、 74LS00（与非门）、 74LS02