电工电子技术实验指导汇总

出端短路，测其短路电流ISＣ，且内阻为：RSUOC实验一戴维南定理的验证一．实验目的1．验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解；2．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二．实验原理1．戴维南定理和诺顿定理戴维南定理指出：任何一个有源二端线性网络，总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC,内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短路，电流源开路)后的等效电阻RO。US、RS和IS、RS称为有源二端网络的等效参数。2．有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压、短路电流法在有源二端线性网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压UOC,然后再将其输。ISC此法必须在短路电流Isc的数值小于有源二端网络允许范围内进行，否则会因短路电流过大而损坏网络内的器件。(2)伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的UOCUNOUUINIISC外特性曲线，如图5－1所示。开路电压为UOC，根据图11-1外特性曲线求出斜率tgφ，则内阻为：图5-1RStgUI。(3)半电压法如图5－2所示，当负载电压为被测网络开路电压UOC一半时，负载电阻RL的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻RS数值。有源网络RSUS+UOC-VUOC2RL有源网络RSUSV+U-恒压源图11-2图11-3图5-2图5-3(4)零示法1表5-12．负载实验表5-23．验证戴维南定理：利用NEEL—23元件箱中的不同阻值，将其阻值调整为等效电阻RΟ值，在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图5－3所示。零示法测量原理是用一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比较，当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电路断开，测量此时恒压源的输出电压U，即为被测有源二端网络的开路电压。三．实验设备1．直流数字电压表、直流数字毫安表2．直流稳压电源3．直流稳流电源4．综合实验台四．实验内容被测有源二端网络如图5-4所示.图5—41．图5-4线路接入直流稳压电源US＝12V和直流稳流电源IS＝20mA及可变电阻RL。先断开RL测UOC，再短接RL测ISC，则Ro＝UOC／Isc，填入下表。利用NEEL—23元件箱中的不同阻值按照表5-2选取合适的RＬ值，测量有源二端网络的外特性。2RL()990900800700600500400300200100U(V)I(mA)Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc表5-3然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压UＯＣ之值）相串联，仿照步骤“2”测其特性，对戴氏定理进行验证。五．实验注意事项1．测量时，注意电流表量程的更换；2．改接线路时，要关掉电源。六．预习与思考题1．说明戴维南定理和诺顿定理的应用场合。七．实验报告要求1．根据步骤2和3分别绘出曲线,验证戴维南定理的正确性；2．回答思考题。3RL()990900800700600500400300200100U(V)I(mA)I0U0实验二日光灯的安装及功率因数的提高一．实验目的１．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。２．掌握日光灯线路的接线。３．理解提高电路功率因数的意义并掌握其方法。二．原理说明镇流器1．在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路中的电流值，用交流电压表测得回路各元件两端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律，即和++uRL-u-图19-3+uR-日光灯管启辉器S２．日光灯线路如图10-1所示，图中Ａ是日光灯图10-1管，Ｌ是镇流器，Ｓ是启辉器，。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。3．并联电容提高电路的功率因数。通常提高电感性负载功率因数的方法是在负载两端并联适当数量的电容器，使负载的总无功功率Q＝QL－QC减小，在传送的有功率功率P不变时，使得功率因数提高，线路电流减小。当并联电容器的QC＝QL时，总无功功率Q＝0，此时功率因数cos＝1，线路电流I最小。C=P（tanφ1－tanφ）/wU2三．实验设备1．交流电压、电流、功率、功率因数表2．调压输出3．综合实验台（包括30Ｗ日光灯、30Ｗ镇流器，电容器，电流插头）四．实验内容1．日光灯线路接线与测量按图10-2组成线路，经指导教师检查后按下闭合按钮开关，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉点亮为止。将电压调至220Ｖ，测量功率Ｐ，电流Ｉ，电压U,U1,U2等值，填写下表，验证电压、电流相量关系。(将电容开关断开)4分别接通不同值的电容，进行重复测量，填写下表。图10-22．并联电路——电路功率因数的改善五．实验注意事项１．接线前将实验台上荧光灯开关打开至照明端，检查灯管是否完好后，将开关打开至实验端。2．功率表要正确接入电路，读数时要注意量程和实际读数的折算关系。3．线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。4．边做试验，边检查实验数据。六．预习思考题１．参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。２．为了提高电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？3．提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？七．实验报告5CP(W)U(V)U1(V)U2(V)I(A)IC(A2)IL(A1)λ0uF1uF2.2uF4.3uF6.5uF１．完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。２．根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。３．讨论改善电路功率因数的意义和方法。４．装接日光灯线路的心得体会及其他。6实验三常用电子仪器的使用一、实验目的（1）了解双踪示波器、低频信号发生器及晶体管毫伏表的原理框图和主要技术指标；（2）掌握用双踪示波器测量信号的幅度、频率；（3）掌握低频信号发生器、晶体管毫伏表的正确使用方法。二、实验器材双踪示波器DF4321型（或HH4310A型）低频信号发生器DF1641B型（或SG1631C型）晶体管毫伏表DF2175型三、实验原理与参考电路在电子技术实验里，测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时，最常用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表、万用表等，如图14-1所示。万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万万图14-1电子技术实验中测量仪器、仪表连接图示波器：用来观察电路中各点的波形，以监视电路是否正常工作，同时还用于测量波形的周期、幅度、相位差及观察电路的特性曲线等。低频信号发生器：为电路提供各种频率和幅度的输入信号。直流稳压电源：为电路提供电源。晶体管毫伏表：用于测量电路的输入、输出信号的有效值。万用表：用于测量电路的静态工作点和直流信号的值。四、实验内容及步骤1．低频信号发生器与晶体管毫伏表的使用(1)信号发生器输出频率的调节方法按下“频率范围”波段开关，配合面板上的“频率调节”旋钮可使信号发生器输出频率在0.3Hz~3MHz的范围改变。(2)信号发生器输出幅度的调节方法仪器面板右下方的Q9是信号的输出端，调节“输出衰减”开关和“输出调节”电位器，便可在输出端得到所需的电压，其输出为0-20VP-P的范围。(3)低频信号发生器与毫伏表的使用将信号发生器频率调至lkHz，调节“输出调节”旋钮，使仪器输出电压为5VP-P左右的正弦波，分别置分贝衰减开关于0dB、—20dB、—40dB、—60dB挡，用毫伏表分别测出相应的电压值。注意测量时不要超过毫伏表的量程，并且尽可能地把档位调到与被测量值相接近，以减小测量误差。2．示波器的使用(1)使用前的检查与校准先将示波器面板上各键置于如下位置：“工作方式”位于“交替”（如果只观察一个波形可置于CHl通道或CH2通道）；“极性”选择位于“+”；“触发方式”位于“内触发”；“DC，GND，AC开关位于“AC”；“高频，常态，自动”开关位于“自动”位置；“灵敏度V／div开关于“0．2V／div档，“扫速t／div开关于“0．2ms／div档，亮度、辉度、位移、电平7表14-1注意：若使用10：1探头电缆时，应将探头本身的衰减量考虑进去。表14-2除上述方法外，还可用李沙育图形来测定信号的频率，其仪器的连线如图14-2(a)所示。开关置中间位置，开启电源后，屏幕上应出现两条扫描线。然后用同轴电缆将校准信号输出端与CHl通道或CH2通道的输入端（红夹子）相连接，扫速和灵敏度开关的微调旋钮置校正位置（顺时针旋转到底），示波器屏幕上应显示电压为0.5VP-P、周期为lms的方波。调节各旋钮使屏幕上观察到的波形细而清晰。(2)交流信号电压幅值的测量调低频信号发生器信号频率为lkHz、输出电压为5VP-P，适当选择示波器灵敏度选择开关“V／div和扫速开关“t／div的位置，使示波器屏幕上能观察到完整、稳定的正弦波，同时将灵敏度选择开关“微调”旋钮置于校准位置，则此时屏幕上纵向坐标表示每格的电压伏特数，根据被测波形在纵向高度所占格数便可读出电压的数值，将信号发生器的分贝衰减器置于表14-1中要求的位置并测出其结果记入表中。(3)交流信号频率的测量将示波器扫速开关的“微调”旋钮置于校准位置，在预先校正好的条件下，此时扫描速率开关“t／div的刻度值表示屏幕横向坐标每格所表示的时间值。根据被测信号波形在横向所占的格数直接读出信号的周期，若要测量频率只需将被测的周期求倒数即为频率值。按表14-2所示频率，由信号发生器输出信号，用示波器测出其周期，并计算频率，将所测结果与已知频率比较。Y万万万万万万Ⅰ万X万万万万OX万万万万万万Ⅱ万YA万万YB万万万万(a)连线图(b)显示图形图14-2李沙育图形测量频率原理图及显示图形如图所示14-2(a)，信号发生器(Ⅱ)作为未知频率fY的信号，从示波器CH2（Y）插座输入，信号发生器(I)作为已知频率fx的信号，从CH1(X)插座输入，这时扫描速率开关应置于X-Y档。调节信号发生器I的频率fx，当fx与fY之间成一定倍数关系时，屏幕上就能显示李沙育图形，如图14-2(b)所示，由该图形圆圈的个数及fx的读数即可确定出被测信号的频率fY。（注意：水平方向圆圈个数=fY/fx，垂直方向圆圈个数=fX/fY）五、实验报告要求(1)认真记录数据并填写相应表格；(2)分析测量结果与理论值的误差，讨论其产生原因；(3)回答思考题。六、思考题(1)使用示波器时若要达到如下要求应调节哪些旋钮和开关?①波形清晰，亮度适中；②波形稳定；8信号频率(kHz)0.51510100扫速开关(t／div)位置一个周期占有水平格数信号周期信号频率输出衰减(dB)0-20dB-40dB灵敏度开关(v／div)位置峰峰波形高度(格)峰峰电压(伏)电压有效值(伏)③移动波形位置；④改变波形的显示个数；⑤改变波形的高度；⑥同时观察两路波形。(2)用示波器测量信号的频率与幅值时，如何来保证测量精度?(3)双踪示波器的“断续”和“交替”工作方式之间的差别是什么?9E00实验四用万用表检测二、三极管一、实验目的（1）熟悉用万用表判别晶体二、三极管的正确方法；（2）熟悉三极管的主要参数；（3）学习用晶体管特性图示仪观察二、三极管的特性曲线。二、预习要求复习晶体二、三极管的结构和特性。三、实验原理与参考电路万万万万万万1．万用表的使用原理+正确使用万用表的电阻档，能够判断出二、三极管的极性、类型及好坏，首先要清楚万用表的电阻档等效电路图15-1,否则将得出与事实相万万万-+反的结论。其中Eo为表内电源、Ro为万用表的等效内阻，不同电阻档等效内阻各不相同。万万万R由图可知：-万用表的正端表笔（红表笔）——表内电源负极。图1-2-1万用表及其等效电路万用表的负端表笔（黑表笔）——表内电