電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)書

1、實(shí)驗(yàn)一 基爾霍夫定律與疊加原理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。2、學(xué)會用電流插頭、插座測量各支路電流的方法。3、驗(yàn)證疊加原理的正確性，加深對定理的理解。二、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1直流穩(wěn)壓電源1DY042直流可調(diào)穩(wěn)壓電源1DY0313基本電路定律及分析1DG0124直流數(shù)字電壓表 1DG0535直流數(shù)字電流表 1DG053三、實(shí)驗(yàn)原理1、基爾霍夫電流定律（KCL）：在集總電路中，任何時(shí)刻，對任一結(jié)點(diǎn)，所有流出結(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于零。即同時(shí)規(guī)定：流出結(jié)點(diǎn)的電流為正，則流入結(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)。2、基爾霍夫電壓定律（KVL）：在集總電路中，

2、任何時(shí)刻，對任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。即上式取和時(shí)，需要指定一個(gè)回路的繞行方向，凡支路電壓的參考方向與回路的繞行方向一致者，該電壓前面取“+”號；支路電壓的參考方向與回路的繞行方向相反者，前面取“”號。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法(一)基爾霍夫定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)線路如圖2-1所示。按圖2-1接線，方法步驟如下：1、實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路的電流參考方向，如圖中的 I1、I2、I3，并熟悉線路結(jié)構(gòu)，掌握各開關(guān)的操作使用方法。（注：開關(guān)K1、K2向內(nèi)扳，線路短路；開關(guān)向外扳，接通電源）2、分別將兩路直流電壓源（一路如 E1 為+12V，另一路，如E2 接030V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源接入電路），并令 E

3、1 =12V，E2 =6V。3、熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“+、”兩端。4、 將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插座中，讀出并記錄電流值，填入表2-1中。5、 用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，記錄于表2-1中。6、對結(jié)點(diǎn),驗(yàn)證基爾霍夫電流定律（KCL），并計(jì)算產(chǎn)生的誤差。分別驗(yàn)證三個(gè)回路的基爾霍夫電壓定律（KVL），將產(chǎn)生的誤差填入表中。表2-1驗(yàn)證基爾霍夫電流定律和電壓定律測量項(xiàng)目I1(m A)I2(m A)I3(mA)結(jié)點(diǎn)b電流 Ib測量值測量項(xiàng)目UabUbcUbdUcd回路abda回路abcda回路bcdb測量值U= U=U= (二)疊加

4、原理的驗(yàn)證1、實(shí)驗(yàn)線路如圖2-2所示。1）按圖2-2接線，E1 為+12V電壓，E2為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，調(diào)至+6V。 2）令E1電源單獨(dú)作用時(shí)(將開關(guān)S1投向E1側(cè)，開關(guān)S2投向短路側(cè))，用直流電壓表和電流表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表2-2中。3）令E2電壓源單獨(dú)作用（將開關(guān)S1投向短路側(cè)，開關(guān)S2投向E2側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測量和記錄。4）令E1和E2共同作用（開關(guān)S1 和 S2分別投向E1和E2側(cè)），重復(fù)上述的測量和記錄。5）將驗(yàn)證數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的誤差，填入表中，并分析之。表2-2驗(yàn)證疊加定理測量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容I1mAI2mAI3m AUab(V)Ubc(V

5、)Ubd(V)E1 單獨(dú)作用 E2 單獨(dú)作用 E1、E2共同作用 驗(yàn)證疊加定理 五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數(shù)為準(zhǔn)，不以電源表盤指示值為準(zhǔn)。2、 防止電壓源兩端碰線短路。3、 若用指針式電流表進(jìn)行測量時(shí)，要識別電流插頭所接電流表時(shí)的“ +、”極性。倘若不換接極性，則電表指針可能反偏（電流為負(fù)值時(shí)），此時(shí)必須調(diào)換電流表極性，重新測量，此時(shí)指針可正偏，但讀得的電流值必須冠以負(fù)號。4、用電流插頭測量各支路電流時(shí)，應(yīng)該注意儀表的極性，及數(shù)據(jù)表格中“ +“、“-”號的記錄。5、注意儀表量程的及時(shí)更換。六、預(yù)習(xí)思考題1、根據(jù)圖2-1的電路參數(shù)，計(jì)算出待測的電流I1、I2、

6、I3 和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實(shí)驗(yàn)測量時(shí)，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。2、實(shí)驗(yàn)中，若用萬用表直流毫安檔測量各支路電流，什么情況下可能出現(xiàn)毫安表指針反偏，應(yīng)如何處理，在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進(jìn)行測量時(shí)，則會有什么顯示呢？3、疊加原理中E1、E2分別單獨(dú)作用，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（E1或E2）置零（短接）？ 4、實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管，試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎?為什么？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一個(gè)節(jié)點(diǎn)，驗(yàn)證KCL的正確性。2、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一個(gè)閉合回路，驗(yàn)證KVL的正

7、確性。3、誤差原因分析。4、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，進(jìn)行分析、比較，歸納?？偨Y(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性。5、各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算并作出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)二 、串聯(lián)諧振電路的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證在電阻、電感和電容元件在串聯(lián)的電路中，總電壓等于各元件上電壓的相量和；在電阻、電感和電容并聯(lián)的電路中，總電流等于通過各元件電流的相量和，總電壓(電流)的有效值不等于分電壓(電流)之和。2、 研究電阻、電感和電容串聯(lián)與并聯(lián)電路中，總電壓和總電流與分電壓、分電流之間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1、 萬用表 1塊2、 電工實(shí)驗(yàn)裝置 (實(shí)驗(yàn)掛板D

8、G031)三、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1、閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和教材的有關(guān)內(nèi)容，了解本次實(shí)驗(yàn)的任務(wù)和方法。2、計(jì)算串聯(lián)電路的總阻抗和并聯(lián)電路的總導(dǎo)納。3、分別計(jì)算出RC串聯(lián)、RLC串聯(lián)及RLC并聯(lián)電路的電壓和電流的有效值。四、實(shí)驗(yàn)原理1、正弦電流通過電阻、電感和電容串聯(lián)的電路時(shí)，電路兩端的總電壓相量等于各元件電壓相量之和。電路的總阻抗和阻抗角為2、當(dāng)正弦電壓加于電阻、電感和電容并聯(lián)的電路時(shí)，總電流等于通過各元件中電流的相量之和。電路的總導(dǎo)納為 Y = G j(BC-BL)五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法1、電阻與電容串聯(lián)電路。按圖4-1接線。調(diào)節(jié)外加交流電壓U50V和80V，測出電流及電阻、電容兩端電壓值，記錄于表4-1中。

9、其中：R150，C4.7F或6.8F。220V/50HzU=50VRCA交流調(diào)壓器I圖 4-1表4-1 電阻與電容串聯(lián)數(shù)據(jù)U（V）URUCI（mA）50V80V通過以上數(shù)據(jù)驗(yàn)證并說明U、UR、UC三者之間的關(guān)系。2、電阻、電感與電容串聯(lián)電路。按圖4-2接線。調(diào)節(jié)外加交流電壓U50V和80V，測出電路中電流I及各元件上的電壓值，記錄于表4-2中。其中：R150，C=2.210F(任選其一)，L=0.1H。 驗(yàn)證總電壓UUR + UC + ULr。回答：UL、UR、UC和總電壓U之間的關(guān)系。L220V/50HzU=80VRCA交流調(diào)壓器I圖 4-2表4-2 電阻、電感與電容串聯(lián)數(shù)據(jù)U（V）URUC

10、ULrI(mA)50V80V3、R、L、C并聯(lián)電路。按圖4-3接線。調(diào)節(jié)外加交流電壓U30V，測量出各支路電流及總電圖4-3RLC并聯(lián)電路表4-3 電阻、電感與電容并聯(lián)數(shù)據(jù)U（V）IR（mA）IL(mA)IC(mA)I(mA)30V注意：交流電路同直流電路不一樣，總電流的有效值不等于各支路電流有效值之和。即： IIR + IL + IC六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出相量圖，并用相量圖說明在正弦激勵下，R、L、C串聯(lián)與并聯(lián)電路中各電壓與電流之間的關(guān)系。2、 在直流電路中電容和電感的作用如何?3、計(jì)算各電壓或電流值并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較，分析誤差產(chǎn)生的原因。實(shí)驗(yàn)三 單級基本交流放大電路的調(diào)試

11、與檢測一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過實(shí)驗(yàn)加深對單級基本交流放大電路工作原理的理解；2、通過實(shí)驗(yàn)學(xué)會對單級基本交流放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測量與調(diào)試，學(xué)會測試電壓放大倍數(shù)及輸入輸出電阻，觀察電路參數(shù)變化對放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)及輸出波形的影響。3、學(xué)習(xí)和使用示波器、信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源和萬用表。4、識別和測量電子元器件。二、實(shí)驗(yàn)器材1、MF-47萬用表一塊；2、毫伏表一塊；3、雙路直流穩(wěn)壓電源一臺；4、低頻信號發(fā)生器一臺；5、雙蹤示波器一臺；6、HY-3000電學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)臺一臺；7、電子元器件箱一套。三、實(shí)驗(yàn)基本原理圖1-1單級基本交流放大電路是組成各類放大電路的基本單元。其電原理圖如圖所示。放

12、大電路靜態(tài)工作點(diǎn)和負(fù)載電阻是否適當(dāng)將影響放大器的增益和輸出波形，當(dāng)VCC/（+E）和RC確定后，調(diào)節(jié)RP1可改變靜態(tài)工作點(diǎn)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、按圖11在實(shí)驗(yàn)臺上接好實(shí)驗(yàn)線路，經(jīng)實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師檢查同意后，方可接通電源。2、測量靜態(tài)工作點(diǎn)（1）輸入Vi=5mv，f=1KHz交流信號，觀察輸出波形，調(diào)Rp1使輸出波形不出現(xiàn)失真。逐漸增大Vi，同時(shí)調(diào)節(jié)Rp1，直到同時(shí)出現(xiàn)飽和與截止失真為止。此時(shí)靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）就已調(diào)好，放大電路處于最佳不失真工作狀態(tài)；（2）撤去交流信號，用萬用表測量靜態(tài)工作點(diǎn)值VB、VC和RB(注意：VB、VC均為對地電位，測RB時(shí)要關(guān)掉電源，去掉連線)。3、觀察RB變化對靜態(tài)工

13、作點(diǎn)，電壓放大倍數(shù)和輸出波形的影響（1）保持靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）不變，輸入Vi=5mv，f=1KHz交流信號測量輸出電壓V，計(jì)算電壓放大倍數(shù)Av。（2）逐漸減小Rp1，觀察輸出波形V的變化。當(dāng)Rp1最小時(shí)，測其靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）。若輸出波形仍不失真，測量V計(jì)算電壓放大倍數(shù)Av。（3）逐漸增大Rp1，重復(fù)步驟（2）。4、觀察負(fù)載電阻RL對電壓放大倍數(shù)Av和輸出波形的影響。調(diào)節(jié)Rp1，使放大器處于最佳不失真工作狀態(tài)。輸出Vi=5mv,f=1KHz交流信號，接負(fù)載電阻RL(27K)，觀察輸出波形，測量V計(jì)算Av，并與空載時(shí)Av進(jìn)行比較。五、編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）整理測量數(shù)據(jù)填入表中；Rp1UEQ(V)UC

14、EQ(V)URC(V)UBEQ(V)UBQ(V)1.5增大減小（2）總結(jié)RB和RL變化對靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)和輸出波形的影響；（3）計(jì)算電壓放大倍數(shù)的估算值，并與實(shí)測值進(jìn)行比較，電壓放大倍數(shù)計(jì)算公式： 六、討論與思考（1）測Rb時(shí)，不斷開與基極的連結(jié)行嗎?為什么?（2）為了提高電壓放大倍數(shù)Av，應(yīng)采取哪些措施?（3）分析下列各種波形是什么類型的失真?是什么原因造成的?如何消除？（A） （B） （C）實(shí)驗(yàn)四 直流穩(wěn)壓電源的安裝調(diào)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握直流穩(wěn)壓電源的工作原理和設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)整方法。2、加深對整流、濾波和穩(wěn)壓電路的理解；3、比較半波整流與橋式整流的特點(diǎn)； 4、比較C型濾波與RC型

15、濾波的特點(diǎn)；5、學(xué)習(xí)集成穩(wěn)壓電源的使用和穩(wěn)壓電源主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、MF-47萬用表一塊；2、測試用萬用表筆一副；3、調(diào)壓變壓器一臺；4、低頻信號發(fā)生器一臺；5、雙蹤示波器一臺；6、HY-3000電學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)臺一臺；7、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱一套。三、實(shí)驗(yàn)原理1、整流即是將雙向交流電變成單向脈動電流的過程，其原理是利用二極管的單向?qū)щ娦?，半波整流只能輸出半個(gè)周期的波形(理想情況)，而橋式整流則能使輸出的直流電壓高一倍，整流效率也提高一倍。橋式整流電路連接的口訣“兩兩串聯(lián)再并聯(lián)，串聯(lián)中點(diǎn)接電源，并聯(lián)端點(diǎn)接負(fù)載，輸出（并聯(lián)）端點(diǎn)陰正陽負(fù)。” 2、濾波是利用電容的充放電原理將整流后的單向

16、脈動直流變?yōu)檩^平滑的直流電流。常見的濾波電路有C型濾波和RC型濾波等。而RC型濾波較C型濾波有更好的濾波效果。3、穩(wěn)壓電路是將濾波后的直流電壓穩(wěn)定到負(fù)載所需的電壓值，并在交流電源電壓波動及負(fù)載變化時(shí)，能自動維持負(fù)載電壓的穩(wěn)定。一般采用三端集成穩(wěn)壓電路。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、比較半波整流與橋式整流的特點(diǎn)：將負(fù)載L接至A點(diǎn)，雙刀開關(guān)S1斷開時(shí)，形成半波整流，接通時(shí)，形成橋式整流。(1)比較兩者的輸出直流電流與輸出直流電壓：調(diào)節(jié)變壓器使us=220V,用萬用表，電流表分別測量兩者的輸入電壓Vi，輸出電壓V0及 輸出電流I0，將數(shù)據(jù)填入表中。ViV0I0輸出波形半波整流橋式整流（2）比較兩者的輸出電壓波形2、比較C型濾波與RC型濾波的特點(diǎn)：將開關(guān)S接通形成橋式整流，并將電容C1(或C1)與負(fù)載RL接至A點(diǎn)，形成橋式整流C型濾波電路。若將C2與R接至A點(diǎn)，RL接至B點(diǎn)，則形成橋式整流，RC型濾波電路。(1)比較兩種濾波電路的輸出直流電壓與輸出直流電流。測量方法同1，記錄數(shù)據(jù)，填入表中。ViV0I0輸出波形C型濾波RC型濾波(2