电工电子技术实训项目教程-第2版资源

目录项目一学习使用万用表项目二测试线性电阻伏安特性曲线项目三验证基尔霍夫定律项目四学习使用示波器项目五学习使用信号源项目六认识电容和测试容抗项目七测试组合元件交流电路项目八测试串联谐振电路项目九计量数字万用表交流电压档位项目十测试整流滤波电路项目十一测试单管放大电路项目十二设计测试集成运算放大电路项目十三设计电子计时器项目一学习使用万用表实施目标掌握万用表测量电阻、电流、电压的基本方法掌握数字万用表的基本操作技能了解实验实验室安全和各项管理规定1、基本知识点：线性电阻欧姆定律万用表测量原理2、基本技能点：能够利用数字万用表测量电流和电压能够利用数字万用表测量电阻能够利用数字万用表检测线路的通断能够正确选择量程测量基本理论常见的万用表有指针式和数字式两种。指针式万用表主要由指示部分、测量电路、转换装置三部分组成，如图1-1MF500万用表，图1-2MF47万用表.图1-1MF500万用表外观图1-2MF47万用表外观数字万用表的测量基础是直流数字电压表，其他功能都是在此基础上扩展而成的。为了完成各种测量功能，必须增加相应的转换器，将被测量转换成直流电压信号，再经过A/D转换成数字量，然后通过液晶显示器以数字形式显示出来，其原理框如图1-3所示。MY61数字万用表是一种稳定、高可靠性手持式三位半数字万用表，整机电路设计以大规模集成电路、双积分A/D转换器为核心并配以全功能过载保护，可用来测量直流和交流电压、直流和交流电流、电阻、电容、二极管、三极管等电路参数。项目实施（一）正确认识表笔图1-5万用表测量表笔图1-6万用表表笔插孔项目实施（二）正确选择量程项目实施（三）测量电阻项目实施（四）测量直流电压项目实施（五）测量直流电流项目实施（六）测量线路通断（七）关闭万用表图1-19测试线路通断档位图1-20关闭万用表的档位拓展万用表的未来发展方向除了精确测量之外，就是希望实现“远程”测量，实现无线万用表。便携式电子测试和无线测量技术的结合造就了无线万用表。图1-21无线万用表图1-22利用无线万用表测量总结总结万用表使用技巧任务表笔选择量程选择使用技巧测电阻测电压测电流测通断关表项目二测试线性电阻伏安特性曲线实施目标学习常用仪器仪表的正确使用及简单电路的连接方法掌握电阻伏安特性曲线测试方法了解实验数据处理的意义和方法基本理论当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻。利用欧姆定律求导体电阻的方法称为伏安法，它是测量电阻的基本方法之一。实验测量被测电阻两端的电压和流过该电阻的电流，利用欧姆定律计算得到电阻值：。为了研究材料的导电性，通常作出其伏安特性曲线（在平面直角坐标线下，横坐标代表电压纵坐标代表电流），以便了解其电压与电流的关系。伏安特性曲线是直线的元件称为线性元件（如图2-1a所示），伏安特性曲线不是直线的元件称为非线性元件（如图2-1b所示），这两种元件的电阻都可以用伏安法测量。在相同电压U0作用下，流过三个电阻R1、R2、R3的电流值相比I1I2I3。根据欧姆定律，比较三个电阻值得到：R1R2R3。IUR项目实施（一）识别色环电阻（二）测量标称值为600Ω的电阻（三）测量标称值为2kΩ的电阻电阻标称值600Ω直接测量值电压读数（V）0.40.60.81.01.21.41.6电流读数（mA）电阻值（Ω）电压读数（V）1.82.02.22.42.62.83.0电流读数（mA）电阻值（Ω）电压读数（V）3.23.43.63.84.04.2电流读数（mA）电阻值（Ω）拓展认识欧姆中文名乔治·西蒙·欧姆毕业院校埃尔兰根大学外文名GeorgSimonOhm信仰科学国籍德国主要成就发现欧姆定律民族德意志代表作品《金属导电定律的测定》《动力电路的数学研究》出生地德国巴伐利亚埃尔兰根城出生日期1787年3月16日最终职称慕尼黑大学物理教授逝世日期1854年7月7日获奖情况英国皇家学会科普利奖章职业物理学家荣誉称号巴伐利亚科学院院士总结分析电流表内接法与外接法对测试结果的影响。选择不同的电阻，通过实验验证，在测量同一电阻时，两种接法会带来怎样的误差？并对误差进行分析。项目三验证基尔霍夫定律实施目标加深理解基尔霍夫定律的基本内容，用实验数据验证基尔霍夫定律。通过实验加深对参考方向的理解。进一步加深电压是绝对量，电位是相对量的理解。熟悉仪器仪表的使用技术。1、基本知识点：欧姆定律基尔霍夫定律的表述支路电流法理论计算2、基本技能点：能够正确使用万用表能够正确测量电压电流数值并判断其方向能够分析实验数据基本理论1、基尔霍夫电流定律(KCL)在任一时刻流入某一结点的电流之和等于流出该结点的电流之和。ΣIi=ΣIo，或ΣI=0。当不知道电流的实际方向时，必须设定每一条支路电流的正方向（参考方向）。基尔霍夫电流定律不仅适用于一个结点也适用于电路中任意的假设的封闭面。2、基尔霍夫电压定律(KVL)在任一时刻，沿任意闭合回路电压降的代数和总等于零。ΣU=0；或ΣU↑=ΣU↓（电压升等于电压降）。无论是基尔霍夫电流定律还是基尔霍夫电压定律，其中的电流或电压都与电路中的元件线性度无关，并且与直流电路和交流电路的电路电源性质无关。实验原理图R1R2R3R4R5E1E2510Ω510Ω1kΩ330Ω510Ω9V5V53423221531132159RIRIRIRIRIRIIIII1I2I3I2+I3测量值（mA）项目类别UABUBCUCDUDEUEFUFAUADΣU各回路电压值回路FADEFUDEUEFUFAUAD回路ABCDAUABUBCUCDUDA回路FABCDEFUABUBCUCDUDEUEFUFA拓展认识基尔霍夫中文名古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫毕业院校柯尼斯堡大学外文名GustavRobertKirchhoff信仰科学国籍德国成就发现基尔霍夫定律民族德意志代表作品电路基尔霍夫定律热辐射基尔霍夫定律发现了新元素铯和铷出生地普鲁士的柯尼斯堡出生日1824年3月12日逝世日1887年10月17日最终职称柏林大学理论物理教授职业物理学家荣誉称号柏林科学院院士提升叠加定理电流验证实验E1单独工作E2单独工作电流和双电源同时供电I11I12I1I21I22I2I31I32I3E1单独工作E2单独工作电压和（V）双电源同时供电UAB1（V）UAB2（V）UAB（V）UBC1（V）UBC2（V）UBC（V）UCD1（V）UCD2（V）UCD（V）UDE1（V）UDE2（V）UDE（V）UEF1（V）UEF2（V）UEF（V）UFA1（V）UFA2（V）UFA（V）UAD1（V）UAD2（V）UAD（V）项目四学习使用示波器实施目标了解示波器的基本组成和工作原理。学习数字示波器的基本使用方法。学习测量信号幅度、周期、脉冲宽度等参数。1、基本知识点：示波器的基本原理信号电压参数的物理意义信号时间参数的物理意义2、基本技能点：能够完成示波器的检查和使用能够利用数字示波器测量电压能够利用数字示波器测量周期与频率能够根据示波器显示描绘波形基本理论示波器是一种图形显示设备，它能够描绘电信号的波形曲线。这一简单的波形能够说明信号的许多特性：信号的时间和电压值、振荡信号的频率、信号所代表电路中“变化部分”信号的特定部分相对于其它部分的发生频率、是否存在故障部件使信号产生失真、信号的直流成份（DC）和交流成份（AC）、信号的噪声值和噪声随时间变化的情况、比较多个波形信号等。示波器的总体方框图如图4-1所示。示波器一般分为模拟示波器和数字示波器两种类型。模拟示波器直接测量信号电压，并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。数字示波器通过模数转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。图4-4数字示波器面板控件功能图4-5数字示波器显示屏图4-6数字示波器控制面板图图4-8功能检查时的探头连接图4-7功能检查连接与显示项目实施（一）功能检查图4-9功能检测的波形显示项目实施（二）探头使用项目实施（三）CH1、CH2通道设置按CH1可取得CH1的控制权，位移旋钮和电压档开关只对CH1信号有效而对CH2信号无效。若要在屏幕上关闭CH1信号，则应先按以下CH1键，再按OFF键。图4-16CH1通道控制项目实施（四）波形显示的自动设置（五）垂直系统的使用（六）水平系统的使用图4-18垂直控制区图4-20水平控制区3大格每格1.0V电压调整档位图4-19垂直应用和电压测量图4-21水平控制变化图4-22时间测量图2大格每格500μs项目实施（七）自动测量电压图4-23电压参数的物理意义(a)(b)(c)图4-24自动测量选项图4-25全部测量与关闭测量选项(a)(b)项目实施（八）自动测量时间图4-26时间参数的物理意义项目实施（九）使用光标测量信号图4-27光标测量键图4-28光标测量模式图4-29手动时间光标测量举例图4-30光标追踪测量举例图4-31光标自动测量拓展图4-32手持式示波表图4-34新一代示波器项目五学习使用信号源实施目标了解信号发生器的基本组成了解信号发生器的工作原理学习信号发生器的基本使用方法联合测试使用信号源和示波器1、基本知识点：信号发生器的基本原理信号的基本参数2、基本技能点：能够完成信号源的检查和使用能够利用数字示波器测量信号源输出能够测试信号源的基本技术指标基本理论信号源，又称为函数信号发生器，可以产生各种波形、幅度和频率的信号。利用信号源的输出可以为被测设备提供准确的测试信号，用于电子整机、部件以及元器件的功能测试，是电子测量中的常用仪表。图5-1信号源外观图图5-2信号源整机结构图图5-3信号源前面板控件图图5-4信号源后面板控件图项目实施（一）自校检查（二）50Ω主函数信号输出（三）点频正弦信号输出（四）内外扫描信号输出图5-5自检流程图5-6信号输出项目实施（五）调整波形对称图5-7波形对称图5-8正弦信号对称与不对称输出波形比较图5-9三角波信号对称与不对称输出波形比较图5-10方波信号对称与不对称输出波形比较项目实施（六）测量正弦信号输出幅度准确度（七）测量正弦信号输出频率准确度图5-9输出衰减拓展图5-10频谱仪测量图5-11频谱仪外观图5-13R&S®FSH手持式频谱分析仪项目六认识电容和测试容抗实施目标了解电容的基本理论和存储释放电荷的作用掌握容抗的测试方法，容抗随频率变化的特性——隔直通交。熟练掌握信号源和万用表的使用。掌握工程上的三十秒规则。1、基本知识点：电容的组成和功能电容的隔直通交作用三十秒规则2、基本技能点：能够识别电容能够用万用表测试电容值能够正确使用信号源实施能够利用数字万用表测量容抗基本理论电容（Capacitance）指的是在给定电位差下的电荷储藏量；国际单位是法拉（F）。图6-1直标法标注电容规格电阻、电感和电容原件在交流电路中阻碍电流的作用如图。电阻元件：阻抗，不随频率变化（保持定值）电感元件：感抗，和频率成正比（隔交通直）电容元件：容抗，和频率成反比（隔直通交）项目实施（一）观察电容存储电荷的作用（二）了解三十秒规则工程上，对其电气设备的维护与调整，要在断电三十秒以后再进行操作，这样可以提供额外的安全保障！！（三）测试电容值图6-6测量电容项目实施（四）测量容抗低频信号源被测电容电压测量电流测量图6-7容抗测试原理图频率（Hz）50100150200250300350400450500电压（V）3.03.03.03.03.03.03.03.03.03.0电流（mA）容抗（Ω）理论值（Ω）拓展认识莱顿瓶中文名莱顿瓶出生地荷兰莱顿城莱顿大学外文名Leydenjar出生日期1791年9月22日制造者彼得.冯.慕欣布罗克荣誉地位历史上第一只电容器PietervanMusschenbroek影响意义开创精细电的实验图6-11莱顿瓶图6-13莱顿瓶图6-14巴黎大教堂莱顿瓶实验项目七测试组合元件交流电路实