电工电子技术实验课件(张)

1、 电工电子技术实验电工电子技术实验 电子电工实验室 张佳v注意事项：注意事项：1、实验课纪律：2、实验准备要求：3、实验仪器设备要求：4、实验课运行方式：5、实验成绩的评定：6、实验报告的书写：7、关于人身和设备安全。实验一实验一 直流网络定理直流网络定理一、实验目的一、实验目的v1学习叠加原理的验证方法；v2学习直流电压表，直流电流表，直流稳压电源的使用方法；v3学习直流电量的测量方法。二、实验原理要点二、实验原理要点叠加定理：叠加定理： 在任何由独立电源、线性受控源及线性元件组成的电路中，每一支路的响应（电压或电流）都可以等效成是每一个独立源单独作用时在该支路产生的响应的叠加。注：在叠加的

2、各分电路中，不作用的电压源置零，在电压源处用短路代替；不作用的电流源置零，在电流源处用开路代替。电路中所有电阻都不予更动，受控源则保留在各分电路中 仅适用于线性电路 电压、电流的“+”、“”号 功率不能叠加叠加定理验证叠加定理验证1 1、实验电路图、实验电路图 三、实验任务三、实验任务注：A1、A2、A3为3个电流插孔。本次实验使用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路 1）将两路稳压电源的输出分别调节为12V和6V，断电后，接入E1和E2 处。2）令E1和E2共同作用，此时开关S1、S2分别打向E1和E2 处，S3打向330 侧。开启稳压电源，用直流电流表表（接电流插头）和电压表测

3、量电流 I1、I2、I3和电压Uac的值，将结果记录在表格中。3）令E1单独作用，即开关 S1打向E1，S2打向短路侧，重复测量上述四个值，分别记录为 和 。4）令E2单独作用，即开关 S2打向E2，S1打向短路侧，重复测量上述四个值，分别记录为 和 。5）计算 ，看它们与 、 是否相等或基本相等 。321III、acU321III 、acU 、332211IIIIII acacUU 321III、acU实验表格如下： 实验二实验二 单相交流电路单相交流电路一、实验目的一、实验目的二、实验原理要点二、实验原理要点1 1、正弦稳态交流电路中电压、电流相量间的关系：、正弦稳态交流电路中电压、电流相

4、量间的关系： 满足相量形式的基尔霍夫定律满足相量形式的基尔霍夫定律 2 2、日光灯电路、日光灯电路组成：组成：整流器、灯管、启辉器整流器、灯管、启辉器启辉过程：启辉过程： 电源（电源（220V220V）接通）接通氖气电离放电产生热氖气电离放电产生热两电极通两电极通灯丝热发射电子灯丝热发射电子辉光管极间电压为辉光管极间电压为0 0，断开，断开镇流器产生感应电动势（镇流器产生感应电动势（220V220V）水银蒸汽水银蒸汽游离放电游离放电荧光灯发光荧光灯发光基本日光灯电路为感性负载基本日光灯电路为感性负载3 3、日光灯电路功率因素的提高、日光灯电路功率因素的提高1 1）为什么要提高功率因素？为什么要

5、提高功率因素？ P=SP=SN N* *cos cos I=P/UI=P/U* *coscos2 2）方法方法：并联电容：并联电容3 3）补偿的三种情况补偿的三种情况： 负补偿：负补偿：coscos 0 0 0 阻抗为容性阻抗为容性三、实验任务三、实验任务 1 1、日光灯电路、日光灯电路 1 1）按图连接线路，检查无误后，先使）按图连接线路，检查无误后，先使C=0C=0，启动电源调压器，使，启动电源调压器，使U U 由由0V0V逐渐升高使日光灯管启辉，逐渐升高使日光灯管启辉，记录启辉电压记录启辉电压U=U=？ 2 2）在步骤）在步骤1 1）的基础上，调节调压器，使）的基础上，调节调压器，使U

6、U升至升至220V220V（额定电压下（额定电压下 正常工作），接入不同的正常工作），接入不同的C C，测量测量U U、P P、coscos、I I、（、（ILIL、Ic Ic不测）。不测）。 （数据表格见（数据表格见P13P13，表，表3-3.3-3.）V220IUVW*SKLICI2C1C3C日光灯管R启辉器VVURULU(A)aV(B)W(C)图9-2 日光灯及提高功率因数实验电路NUCC=0L(RL)NINNIN 实验三实验三 三相交流电路三相交流电路一、实验目的（略）一、实验目的（略）二、实验原理要点二、实验原理要点1 1、负载星形连接有中线（三相四线制）电压、电流测量、负载星形连接

7、有中线（三相四线制）电压、电流测量1 1）实验电路）实验电路2 2）数据表格）数据表格 （P22P22，表，表4-14-1）3 3）原理要点）原理要点 ， ，当负载对称时，线电压当负载对称时，线电压 （相电压）（相电压） 有中线时，线（相）电流对称，有中线时，线（相）电流对称， ， 无中线时，线（相）电流对称，无中线时，线（相）电流对称， ，当负载不对称有中线时，当负载不对称有中线时， （ ） 当负载不对称无中线时，当负载不对称无中线时， ，N N与与NN不重合，发生中性点不重合，发生中性点NN位移。位移。（三相功率测量）（三相功率测量） 有中线即三相四线制用三瓦计法。有中线即三相四线制用三瓦

8、计法。 无中线即三相三线制用二瓦计法。无中线即三相三线制用二瓦计法。 （代数和）（代数和）pLUU3BNANABUUUCNBNBCUUUANCNCAUUUcBAIII0NIcBAIII0NNU.CBAIII0NICBANIIIICNBNANUUUcBAPPPP21PPP4) 4)测试要求测试要求（1 1）条件条件：线电压为：线电压为220V220V，用，用UabUab=220V=220V作测试条件作测试条件（2 2）步骤步骤：以有中线为例：以有中线为例 UabUab由由0220V0220V测测UbcUbc、UcaUca测测UanUan、UbnUbn、UcnUcn，Ia Ia、IbIb、Ic I

9、c、（先测对称，再测不对称）、（先测对称，再测不对称）调压器回零，调压器回零，电流表接至电流表接至NNNN间，再使间，再使UabUab=220V=220V，测，测I IN N。5 5）无中线测试要求）无中线测试要求（1 1）条件条件：UabUab= =220V220V（2 2）步骤自拟步骤自拟：（去除掉中线：（去除掉中线NNNN）3 3、负载三角形连接（三相三线制）电压、电流测量、负载三角形连接（三相三线制）电压、电流测量2 2）表格）表格3 3）原理要点）原理要点 线电压线电压 = =相电压相电压 ， ， 当负载对称时，当负载对称时， 对称（对称（ ），）， 对称（对称（ ）且）且 当负载不

10、对称时，当负载不对称时， 、 不对称，不对称， 。LUpUCAABAIIIABBCBIIIBCCAcIIILIcBAIIIpICABCABIIIpLII3LIpIpLII34 4）测试要求）测试要求（1 1）条件条件：线相电压为：线相电压为130V130V，以，以UabUab=130V=130V为测试条件为测试条件（2 2）步骤提示步骤提示 UabUab=130=130（测（测UbcUbc、UcaUca）测测IabIab、IbcIbc、IcaUabIcaUab=0=0后，后，XbXb，YcYc，ZaZa，再使，再使UabUab=130V=130V，测，测UbcUbc、UcaUca、Ia Ia、

11、IbIb、Ic Ic。（先对称后不对称）（先对称后不对称） 数据表格见指导书数据表格见指导书P23 P23 表表4-24-2 实验四实验四 一阶电路的响应一阶电路的响应一、实验目的（略）一、实验目的（略）二、实验原理要点及实验任务二、实验原理要点及实验任务1 1、方波激励下的零状态和零输入相应、方波激励下的零状态和零输入相应零输入响应零输入响应表达式表达式 零状态响应：零状态响应：电路应满足的条件电路应满足的条件：RCRCT/2T/2实验条件实验条件：Us=3VUs=3V，fs fs=1KHZ=1KHZ，R=10KR=10K，C=6800pFC=6800pF测试要求测试要求：用示波器双踪观察并

12、描绘用示波器双踪观察并描绘1212个周期个周期UcUc、UsUs的波形的波形 用观察到的用观察到的UcUc波形测量时间常数波形测量时间常数 UsUc0.732Ut0.368T)0()0()(sccRCtscUUUeUtU0)0()0()1 ()(ccRCtscUUeUtU2 2、方波激励下的全响应、方波激励下的全响应1 1）电路应满足的）电路应满足的条件条件：RCT/2RCT/22 2）全响应）全响应表达式表达式 全响应两个初态值表达式全响应两个初态值表达式 上升沿到来时，设上升沿到来时，设t=0,t=0,响应为：响应为： （1 1） 当当 时，时， （2 2） 下降沿到来时，设下降沿到来时，

13、设t=0,t=0,响应为：响应为： （3 3） 当当 时，时， （4 4）将（将（3 3），（），（4 4）式联立可得，）式联立可得，3) 3)测试条件测试条件：Us=3VUs=3V，fs fs=1KHZ=1KHZ，R=10KR=10K，c=0.1Fc=0.1F4) 4)测试要求测试要求：用双踪观察并描绘用双踪观察并描绘UsUs、UcUc波形波形 用观察到的用观察到的UcUc波形，测波形，测U1U1、U2U2的直流电平值（的直流电平值（耦合方式耦合方式DCDC，确定，确定0V0V线位置线位置） 0tTU2U1UsUc)1 ()(0()(1RCtsRCtRCtsscsceUeUeUUUUtU2T

14、t )1 ()2(2212TsTceUeUUTURCtRCtcceUeUUtU220)(0(0)(2Tt 221)2(TceUUTU221TseUU2211TTseeUU3 3、积分电路、积分电路1 1）表达式表达式2 2）电路应满足的条件电路应满足的条件：RCT/2RCT/2， U UR R Uc Uc3 3）实验条件实验条件： R=10K C=0.1UFR=10K C=0.1UF（R1/WCR1/WC） fs fs=10KHZ Us =10V=10KHZ Us =10V4) 4) 测试要求测试要求： 用双踪观察并描绘用双踪观察并描绘UsUs、UcUc波形，测量波形，测量UcUc幅值幅值 U

15、sUcUc幅值tURCdttURCdttictUsRtcc1)(1)(1)(04 4、微分电路、微分电路1 1）表达式：表达式：2 2）电路应满足的条件电路应满足的条件：RCT/2RC U UR R (1/WCR(1/WCR）3 3）实验条件实验条件：R=1KR=1K，C=0.01FC=0.01F，fs fs=1KHZ=1KHZ，Us=10VUs=10V4 4）测试要求测试要求： 观察并描绘观察并描绘UsUs、U UR R波形波形 测量测量U UR R的底部宽度的底部宽度t t，UmUm的变化，当的变化，当R=1MR=1M时，此电路是否还是微分电路。时，此电路是否还是微分电路。 使使R R分别

16、为分别为100100、10K10K、1M1M时，观察并记录时，观察并记录U UR R波形的波形的t t、UmUm的变化。的变化。 当当R=1MR=1M时，此电路是否还是微分电路。时，此电路是否还是微分电路。URUs? tdtdURCdtdURCRiUscR实验五实验五 单管共射极放大器研究单管共射极放大器研究一、实验目的一、实验目的 1、学习示波器的基本工作原理和使用方法。2、学习放大器静态工作点设置与调整方法。3、熟悉信号发生器、直流稳压电源、毫伏表的使用方法。三极管简介三极管简介 三极管是一种半导体电子器件，具有三个电极，能起放大、振荡或开关等作用 。 实物图二、实验原理要点二、实验原理要

17、点 1、单级放大电路、单级放大电路 基本放大电路简单（图1-1）、元件少，输入电阻较高，对信号源的影响较小，具有较高的放大能力，但在温度变化时工作点不够稳定，适用于对稳定性要求不高的场合。电流负反馈工作点稳定电路（图1-2），由于电流负反馈的作用使工作点较为稳定，故使用场合较为广泛。图1-1 图1-2 2）静态工作点与非线性失真 静态工作点选得过高或过低都会产生非线性失真。如点选得过高，像图1-3中的Q1，微弱的输入信号也会产生饱和失真，使输出的电压波形产生下削波。相反若Q点选区得太低，如图1-3中的Q2，将易产生截止失真，其输出电压产生上削波。为了得到最大不失真输出幅度，其静态工作点应设在交

18、流负载线的中间位置；如图1-4中的那样。综上所述，静态工作点不仅影响放大器的增益，还影响着非线性失真，至于静态工作点选在电流较大区域好还是选在电流较小区域好，要看具体情况而定。 2、静态工作点的选取、静态工作点的选取1）静态工作点与增益beLiurRuuA0其中 与静态工作点无关， 值在线性区变化很小LR图1-3图1-43 3、放大器主要性能指标与测试方法、放大器主要性能指标与测试方法 VAmax0UiRoR 晶体管放大器的主要性能指标有电压放大倍数 ，最大不失真输出电压 、输入电阻 、输出电阻 、幅频响应和通频带BW等。对于图1-2所示的电路，各性能指标的计算式与测试方法如下：1）电压放大倍

19、数beLiVrRUUA0LCLRRR/mAImVrEbe26)1 (200，其中，VAiU0UmUmU0immiVUUUUA00测量电压放大倍数的 方法为：在放大器输出波形不失真的情况下，用交流毫伏表分别测量输入和输出电压的有效值 和 或用示波器分别测量它们的峰值 和 则2）输入电阻iRbeBBbeirRRrR21/放大器的输入电阻反映了放大器消耗输入信号源功率的大小。当 时，放大器(信号源内阻)时，放大器从信号源获取较大电压；当 ，则放大器从信号源获取最大功率。 siRRsiRR从信号源吸取较大电流，若siRR(a) 图1-6 放大器输入电阻测量电路 (b)测量放大器的输入电阻有两种方法，第

20、一种方法的原理如图1-6(a)所示， 则RUUURiSii第二方法的原理如图1-6(b)所示， 。则RUUURi020102。3）输出电阻0RCCRRrR/00图1-7 输出电阻测量电路输出电阻测量方法如图1-7所示，首先使放大器空载，在输出波形不失真的条件下，测量放大器的空载输出电压 0U。然后接入负载 LR，在保持输入电压不变的情况下，测量放大器的有载输出电压LU0，则LLRUUR) 1(000。 4）幅频响应和通频带BW 图1-8 放大器的幅频响应如果只需要测量放大器的通频带BW，可先测出放大器中频区的输出电压 。然后升高频率，直到输出电压降到0.707 为止（此过程必须保持输入信号幅值

21、不变，且输出波形不失真），此时信号源的频率就是上限频率 。再降低频率，用同样方法可测出下限频率 ，则放大器的通频带 。0U0UHfLfLHffBW 三、实验任务、步骤与方法三、实验任务、步骤与方法1、连接电路 本实验利用模拟电子电路实验箱的晶体管系列模块，它上面有若干分立元件，通过连线可组成所需的实验电路。这些元器件一部分是全独立的，即它们的两端(或三端)均不与其它元器件连接；另一部分是半独立的，它们一端与其它元器件连接，各元器件的存在状况在模块的电路板上都已标出，选择元器件连接电路必须注意这点。 图1-10 共射极单管放大路2、设置并测量静态工作点设置与测量静态工作点是在 的条件下进行。在步

22、骤1连线的基础上，将放大器的输入端短路，打开直流电源开关，用万用表测量三极管T的射极电压 ，调节RW使 （即 ），然后测量0iUEU记入表1-1中。测量 时须断开直流电源开关，并断开与外电路的连线。 （测试静态工作点时，电路中RL不接）VUE4 . 2mARUIEEC2BUCU2BR、和值， 2BR表1-1 静态工作点实验数据 )(VUB)(VUE)(VUC)(2kRB)(VUBE)(VUCE)(mAIC测 量 值计 算 值3、测量电压放大倍数KHz1fmVUi5iU0U0U0UiU0UkRC4 . 2kRC2 . 1kRC4 . 2kRL4 . 2恢复步骤1电路连接，使低频信号发生器输出频率

23、，有效值为的正弦信号。连接到放大器的输入端，接通+12电源，用示波器的CH1、CH2通道同时观察 和 的波形是否不失真及 与 的相位关系，如果 不失真 ，用交流毫伏表测量 的有效值。此项内容在下述三种情况下测量：1）负载开路， ；2）负载开路， ；3） ，。将测量数据记入表1-2中。mAIC2KHz1ifmVUi5表1-2 电压放大倍数实验数据，)( kRC)( kRL)(0VUVA0UiU 、 的相位关系2.41.22.42.4实验箱简介实验箱简介模电实验箱模电实验箱本次实验使用的主要区域9013三极管三极管电源模块，包含5V、 12V实验六实验六 集成运放的基本应用（一）集成运放的基本应用

24、（一）模拟运算电路一、实验目的一、实验目的 1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法、积分等基本运算电路的功能 。2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题 。二、实验原理与说明二、实验原理与说明运算放大器是具有两个输入端，一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放 大器。在它的输出端和输入端之间加上不同的反馈网络，可以实现多种电路功能，如反馈网络为线性电路时，其电路功能有放大、加、减、积分、微分等； 如反馈网络为非线性电路时可实现指数、对数、乘、除等功能；还可组成滤 波、波形形成等电路。 使用运算放大器时，调节零点和相位补偿是必须注意的两个问题。为了提高 集成运算放大器的运算精度，消除因失调电压和失调电流间起的误差，必须 采取调零技术，保证运算放大器输入为零时，输出也为零。 一般运算放大器具有外接调零端， 如741A它的调零电路如图7-1(a)所示。 1、反相比例放大器 图7-2是集成运放构成的反相比例放大器，对于理想运放， 该电路的闭环电压增益 IFifRRUUA02、反相加法器 图7-2 反相比例放大器图7-3 反相加法器图7-3是运放构成的反相加法器电路， 对于理想运放，该电路输出电压与输入电压之间的关系为：22110iFiFURRURRU3、减法器(差动放大电路) 图7-4 减法器图7-4是运放构成的减法器电路，对于理想运放， 该电路输出