电工测量与实验技术实验教案

1、1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

2、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2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

3、实求是.文字通顺的实 验报告。亠、实验的一般过程1、预习2、基本操作程序(1)熟悉设备连接线路检查调整(4)操作记录(5)核对检查(6)注意事项3、报告的编写3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

4、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4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，

5、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。、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53、 理想电压源：端电压为恒定值的电压源，见实图23(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

6、来表示.见实图(2-3)c.6三、实验内容与步骤1、测定线性电阻的伏安特性；按实图24接好线路图24依次调节直流稳压电源的输出电压为实表21所列数值并将相应电流填入实表21实表2 1U(v)024681020I(mA)2、测定二极管的正向伏安特性；按实图25接好线路(a)(b)(c)实图23a.b.c)计7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)02468102030U(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26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23中实表2

7、-3l(mA)05101520253035U(v)稳压电源84、测定实际电压源的伏安特性；按实图27接好线路图27调节输出电压为10V,由大到小调节R,使电流表读数为实表24数值.记入相应的电压值.实表24l(mA)05101520253035u（v）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.9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一一齐性定理.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

8、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31接好线路，图中DLBZ为电流插座，当测量支路电流I1I2.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li.2.13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10(1)、接通Ui=10V电源，测量U1单独作用时各支路 电流li、I2

9、、将测量结果记入实表31中(2)、接通U2=6V电源，测量U2单独作用时各支路电 流li、I2、I3,将测量结果记入实表3 1中.(3)、接通Ui、U2电源，测量Ui、U2共同作用时各支路的电流li、12、13，将测量结果记入实表31中.实表31I1(mA)I2(mA)I3(mA)测量计算测量计算测量计算Ui 单独作用U2 单独作用Ui、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I1.12.13.I1(mA)l2(mA)13(mA)测量计算测量计算测量计算ii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

10、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、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、实验任务1、联接电路，测出该单口网络的外特性12R( Q )0200400800160032006400ool(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Uocb、 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RO=Uoc/lsc3、等效电路的构成见下图育攣网络1R为滑线变阻器13R( Q )02004008

11、00160032006400ool(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、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？14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、o15为输出

12、端，它们与负载联接.当转动手轮时，能同时调节三相输16出电压,并保证输出电压的对称性三、实验电路图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镇流器电压日光灯电压电流1（ A）（V）UL（V）Ud（V）220200五、思考题见指导书17实验五功率因数的提高、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=Ulco呦在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

13、载为感性负载。功 率因数cosvl,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18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=Uelecose/a e（瓦格）U在测量时选用的额定电压a e最大偏转格数le在测量时选用的额定电流Cose 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07讦范围内改变C的值，记下相应的电流和功率IIcILUPC=0C=1 uFC=2 uF111六、实验报告要求计算不同电容值时电路的功率因

14、数，并画出相量图19七、 思考题1怎样根据交流电流表的读数判断电路处于cos 0=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20uC=U(1-e-t/RC)ic二 U/Re-t/RC2、已充电的电容经电阻放电时：uC=Ue-t/RCic= - U/Re-t/RC当方波的半周期和

15、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21RC电路的时间常数由波形中估算出来三、实验电路图信号发生器示波器 毫伏表四、实验内容与步骤1、取方波信号幅值为3V; f=500Hz; R=1k; C=0.1卩此 时RC=T/10观察并记录Uc和ic波形。2、信号不变，取R=500 Q . C=0.1卩 此时RC vv T/2,观 察并记录Uc和ic波形。3、信号不变，取R=10k. C=0.1卩 此时RCT/2观察 并记录Uc和ic波形。信号发生器一22五、实验报告要求见指导书23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，以 及与R、L

16、、C各参数之间的关系。2、学习用示波器观察和分析电路的响应。二、 实验说明1、R、L、C串联电路的过渡过程有两种状态；振荡和 非振荡过渡过程，它取决于电路本身的参数。2、 当R 2柱时，过渡过程是振荡的。a.充电b.放电六、思考题见指导书243、当R2；时, 过渡过程是非振荡的。a.充电.b.放电/11Ati/!、/W4/25三、实验电路26Us(t)为方波信号，可取f=100150Hz四、实验内容与步骤变R，使电路处于临界状态， 确定临界电阻并与理论值比较。2、R=10K Q . C=0.1卩F. L=0.1H，观察q、i的波形并描绘出来。3、R=500 Q、C=0.1卩F、L=0.1H，观

17、察Ui、i的波形并描绘出来。注意：i的波形为uR的波形.测量的信号发生和示波器必须共地。五. 考题见指导书。实验八、正弦交流电路中R.L.C元件特性一、实验目的1、 通过实验了解R.L.C在正弦电路中基本特性以及R丄.C元件的电压和电流之间相位关系。2、 学习用示波器观察和测量正弦电路中L.C的电压和电1、L=0.1HCm卩F时，临界电阻R 2C2000改信号发生器27流之间相位差。3、学习对基本电量交流电流.交流电压的测量。二、 实验说明1、电阻与频率无关，电阻元件两端的电压和电流同相。2、 电容元件两端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90。3、

18、电感元件两端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。流过电感的电流落后其端电压900。三、 实验电路四、实验内容与步骤1、测量R.L.C在频率为1.5KHZ时的电压和电流的波形分别画出R.L.C三种元件的电压和电流的波形，并叙述其相 位关系，读出相位差$=(r=51Q)。2、按下表分别测量R.L.C元件频率特性，并画出频率特性 曲线。(r=1K Q)f(Hz)200400600 800 1000 1200140016001800 20001_1k r卜正弦信号28UR(V)Uro(V)29l(mA)X（阻抗）注：1= Ur/r。X=UR/I电阻元件f(Hz)200400600 8

19、00 1000 120014001600 1800 2000Uc(V)Uro(V)I(mA)X（阻抗）注：1= Uro/roX=UC/I电容元件f(Hz)200400600 800 1000 1200140016001800 2000UL(V)Uro(V)I(mA)X（阻抗）注：1= Uro/roX=UL/I电感元件五、 实验设备六、 实验报告要求见指导书30实验九、R.L.C串联谐振电路一、实验目的1、 测定R.L.C串联电路中XC.XL.X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、XC、XL、X的频率特性曲线XC=1/3 CX=XL-XC2、曲线U

20、c=f(f)、UL=f(f)、f(f)2 LC313、谐振曲线Q=UL/U=UC/U=3oL/R谐振时，电感和电容的电压为:UL=Uc=QU三、实验内容与步骤1、实验线路图2、取Us=1v. Q=1.25,此时R=800 Q L=0.1HC=0.1取Ro=R-r,调节f 100-10000Hz,粗测fo（理论值fo=159OHz）.fL.fc,然后调节电源频率，测出不同频率的端电压UR、UC、UL记入表中32F(Hz)100 300600 800fcf。fL3000 4000UROULUC3、保持Us=1v、L、C的值不变，选取Q=5即R=200 Q;Ro=R-r测量步骤同上。四、实验报告要求

21、，见指导书。五、思考题，见指导书。实验十、均匀传输线仿真线测量一、实验目的1、学习用链形电路模拟传输线研究分布参数电路。2、研究无损线终端开路和短路状态下，电压有效值沿线分布及各处相位关系。二、实验说明本实验装置采用电感线圈和电容组成n型链型网络模拟33均匀传输线。在适当的频率下，线路上的损耗可以忽略不计， 故这一均匀传输线可视为无损线。每个n型环节：L=217.5卩H,C=0.031卩F。 每个环节模拟 的无损线长度为781m,总共有18个冗型环节，模拟无损线全 长14km。在正弦稳态情况下：1、无损线终端开路，沿线的电压布为Uoc=U2C0SX=U2COS2fXVc2、无损线终端短路，沿线

22、的电压分布为Usc=jI2ZcSin X=jI2ZcSin2fXVc三、实验内容与步骤1、测量在某一频率的正弦信号源作用下，传输线终端开路 短路以及接Rz=84 Q状态下的沿线电压有效值，并绘制电压34有效值分布曲线，测量数据填入下表测量点 终端状态、12345678910Rz= g2VRz=02VRz=84 Q2VUsr为f=16KHz的正弦信号2、用双踪示波器观察沿线各点电压与始端电压的相位差，并记录相位差的大小。均匀传输线35实验十一、单管共射放大电路、实验目的1、测量放大器静态工作点及放大倍数。2、观察静态工作点对放大器输出波形的影响。3、测量放大器输入输出电阻。二、实验电路单管放大器

23、.直流微安表.三、实验内容与步骤1、测量静态工作点：调节RW使lc=1.5mA(URc=4.5V)、测量并记录Uce.2、放大倍数的测量放大器输入.Ui=5mV. 1KHz的信号电压，用示波器观察Uo36的波形，在Uo不失真的条件下分别测量：当RL=;RL=3K时， 分别测量电压放大倍数并记录。RLUiUOAvOO5mv3K5mv3、测量放大器的输入电阻Ri在Uo不失真的条件下.测出Us.UiUsUiR1Ri5mv1KRi=UiR1/(Us-Ui)4、测量放大器的输出电阻RRO=(Uo/UoL-1)RL;RL=3K5、观察工作点对输出波形Uo的影响按下表要求，观察Uo的波形，在给定条件的情况下

24、，增加Us(频率1KHz信号电压)直到Uo波形的正或负峰值刚要出现 削波失真，描下此时Uo的波形，并保持Us的值不变。给定条件Uo的波形Uce维持实验步骤的 静态工作点RL=O37Rw不变RL=3kRw最大RL=BRw最小RL=四、报告要求记录数据及波形，并对数据、波形进行整理五、思考题，见指导书1.2.3.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相 互影响。2、验证负反馈对放大器性能的影响。二、实验电路38多级放大实验板三、实验内容1、测量静态工作点UBUEUCT1T22、观察无负反馈时放大器后级对前级的影响使Ui=1mv; f=1kH z3

25、9UiUoiAvi不带负载（K开）1mv带负载（K合）1mv3、观察负反馈对输出电压的影响使Ui=5mv; f=1kHzUiUo2L波形开环（Kf开）5mv闭环（Kf合）5mv4、比较开闭环情况下输出电阻Ro及输入电阻RiUo2Uo2LRoUiUsRiKf（合）1.5mvKf（开）1.5mv5、测量幅频特性，通频带宽度。UiU02U02/V2fLfHB=fH-fLKf（合）imvK（开）imv四、思考题 见指导书40实验十三、差动放大器一、实验目的1、了解差动放大器的性能特点，并掌握提高其性能的方法。2、学会对差动放大器电压放大倍数.CMRR的测量方法八八匚4、实验电路图41三、实验内容1、测

26、定静态工作点（先调零）42UB1UC1UE1UB2UC2UE2K合到1调零方法：将IN1.IN2两点短接并接地，调整Rw使Uo=Uoi-Uo2=02、测量单端输入差模电压放大倍数将Ui=30mv f=1kz交流信号加在IN1与地之间，同时将IN2接地，测出Uoi、U02、Uo值。Uo1Uo2UoAd1Ad2AdK合到1K合到33、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U01U02的值。Uo1Uo2UoAc1Ac2AcK合到1K合到34、求出CMRR实验十四、稳压电源电路、实验目的431、加深理解串联稳压电源的工作原理

27、。2、学习串联稳压电源技术指标的测量方法。、实验电路图直流稳压电源.三相调压器该电路由变压器、桥式整流、滤波器、调整管、比较放大、基准电压、保护电路等组成。四、实验内容与步骤1、 空载检查：接通电源，调节自耦变压器，使Ui=220V。 首先调节Rw，观察输出电压Uo是否随之改变，若Uo不改 变，则说明整个系统没有调整作用，应先排除故障。若调节Rw，Uo随之改变则说明整个系统有调整作用。2、测量输出电压调节范围调节Rw，测量输出电压Uo的最大值和最小值以及稳压电路 的输入电压UI和调整管Ti的管压降。UoUIUCE1Rw右旋到底44Rw左旋到底453、测量稳压电源的输出内阻ro交流电压Ui=22

28、oV调节Rw使Uo=7V（空载），Uoro1o测出Uo填入表中。UiUo22oV6.9198V242VUoSUoSrUi/Ui5、测量纹波电压当直流输出电压Uo=7VIo=ioomA时，用示波器观察直流输入电压UI及Uo的波形，并用交流毫伏表测量Uo的纹波 电压。五、实验报告列出本实验中稳压电源的技术指标1、输出电压调节范围2、稳压系数。在lo=1OOmA时，测出Uo的值。4、测量稳压器的稳压系数Sr当输出电压Uo=7VI=100mA时，调节调压器使交流输入电压变化土10%（即Ui为198V.242V）注意Io不变，463、输出电阻。4、纹波电压。实验十五、TTL与非门参数的测量、实验目的1、

29、熟悉TTL与非门外型和管脚引线排列2、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认识4、加深理解与非门的外特性及使用条件、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下图所示47ABL000110112、电压传输特性的测试(实图263)调节只2便可获得相应输入电压Ui，读出输出电压Uo的值Ui(V)0.50.81.41.52U(V)3、主要参数的测试.(a)测定空载功耗Pon=Ucclcc(b)测量低电平输入电流lis(a)图(b)图(C)测量最大负载电流loL当Uo-0.4V时，此时的负载电流值为允许的最大负载电流loL48切记：

30、确保所测电流值不超过20mA(c)图四、实验报告要求1、列出直流参数实测数据表格。2、画出传输特性曲线。3、计算空载功耗Pon扇出系数N區1is面包板.数字电路逻辑测试板实验十六、组合逻辑电路一、 实验目的1、加深理解组合逻辑电路的设计方法。2、验证半加器电路的逻辑功能。二、 实验原理(略)491、首先验证与非门的好坏，然后按半加器电路进行连线2、完成半加器的真值表，并写出Sn.Cn的表达式。五、实验报告1、整理实验结果，并对实验结果进行分析讨论。2、总结组合逻辑电路的设计方法。BnAnSnCn00100111Sn=三、实验电路图Cn=50实验十七、JK触发器一、实验目的1、熟悉JK触发器的外形和引线排列。2、掌握