电工学实验教程
学生实验守则一、参加实验时应衣冠整洁进入实验室后应保持安静，不要大声喧哗和打闹，妨碍他人学习和实验不准吸烟，不准随地吐痰，不准乱扔纸屑与杂物二、进行实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器操作规程爱护仪器设备，节约实验器材，未经许可不得乱动实验室的仪器设备三、注意人身安全和设备安全若仪器出现故障，要立即切断电源并立即向指导教师报告，以防故障扩大待查明原因、排除故障之后才可继续进行实验四、要以严格、认真的科学态度进行实验，结合所学理论，独立思考，分析研究实验现象和数据五、实验完毕后必须收拾整理好自己使用的仪器设备，保持实验台整洁，填写实验仪器使用记录在归还实验仪器后，才能离开六、违反实验室规章制度和仪器设备操作规程造成事故、导致仪器设备损坏者，将视情节轻重按实验室设备管理制度处理及赔偿电工电子实验室安全制度 一、每个实验室要有专人担任安全员，负责本室的各项安全工作并定期进行安全检查，发现问题及时向领导和有关部门汇报二、实验室总电源应有专人负责，各分室电源应有指示灯指示三、实验室内不准吸烟要经常检查室内电源设备状况各种用电设备使用完毕后要断开电源四、实验室钥匙不能出借他人，实验室所有仪器设备的配置、维修、拆卸等都必须做好记录并严格遵守操作规程，非经有关人员许可不得擅自动用。
五、每个实验室要配备必要的消防器材（ 灭火器、灭火栓 ），消防器材必须定期检查更换任何人不得随意搬动、拆卸消防器材六、工作人员离开时必须断开室内电源、水源，关好门窗匪警电话 110火警电话 119校保卫处电话 83209110 实验报告要求实验前写好预习报告，预习报告要求见各实验章节，实验报告必须用规定的实验报告纸书写实验报告需附由教师签字的原始数据纸方为有效实验内容应有下列各项内容：一、实验目的二、仪器与设备三、原理简述（含实验原理图）四、内容与步骤（含测量数据）五、总结KHDG-1型电工技术实验装置使用说明本装置主要由电源控制屏、实验桌及基本实验组件挂箱组成一、DG01电源控制屏操作使用说明:电源控制屏为实验提供三相0-450V可调交流电源，同时可提供0～250V的单相可调交流电源1．电源控制屏的启动（1）．控制屏需要三相四线制380V电源支持，先将其三相四芯插头接至墙壁上的三相电源插座，接通总电源2）．将三相自耦调压器的旋转手炳逆时针旋至零位3）．将电压表指示切换开关置于左侧（三相电网电压）4）．开启钥匙式电源总开关，红色按钮灯亮（即按钮“关”亮），同时，三只电压表指示出三相电网线电压之值。
5）．按下“启动”按钮，绿色按钮灯亮，红色按钮灯灭，同时三相可调交流电源的指示灯（红、黄、绿）亮，表明三相隔离变压器给三相自耦调压器供电的三相交流380V电源正常2．可调交流电源输出电压的调节（1）．将指示切换开关置于右侧，三只电压表指针回到零位2）．按顺时针方向缓缓旋动三相自耦调压器的调节旋钮，三只电压表随之偏转，即指示三相可调电压输出端U、V、W两两之间的线电压值,调至所需的电压值，实验做完后将旋钮调回零位二、电源控制屏的安全保护1．电源进线端设有一组10A三相四线电源保护开关，对人身安全起到一定程度的保障作用2．控制屏设有三相隔离变压器三只，使实验强电输出与电网隔离开，对人身安全起到一定程度的保障作用3．控制屏设有内漏电保护装置，当控制屏内有漏电现象，电压超过规定值时，保护系统立即动作，接触器释放跳闸，使隔离变压器前的线路有漏电现象，即切断总电源，以确保用电的安全待漏电故障排除后，方可重新启动控制屏1）．控制屏设有外漏电保护装置，当三相隔离变压器至三相自耦调压器的线路、三相自耦调压器输出线路及实验过程中连线有漏电现象、电压超过规定值时，保护系统立即动作，同时蜂鸣器发出告警信号，控制屏正面左上方告警指示灯亮，接触器释放跳闸，切断总电源，以确保用电的安全。
待漏电故障排除，按动控制屏正面左上方复位按钮后，告警指示灯灭，蜂鸣停止发出告警信号，可重新启动控制屏2）．三相调压输出设有过流保护装置，当相与相短路或相与线间的电流超过3.5A时，保护体系立即动作，同时蜂鸣器发出告警信号，控制屏正面右上方告警指示灯亮，接触器跳闸切断总电源，故障排除后，按动控制屏右上方复位按钮，告警指示灯灭，告警信号停止，才可重新启动控制屏继续实验三、DG04 直流稳压电源、恒流源此挂箱需外接电源，使用前需检查电源插头是否接好可提供两路直流稳压电源，一路直流恒流源1．直流稳压电源的使用：两路直流稳压源共用一个电压指示表，两路电压源之间有显示切换开关将“显示切换开关”按键弹起，数码表显示左侧可调UA的输出值；将“显示切换开关”按键按下，数码表显示左侧可调UB的输出值调节“输出粗调”波段开关（分10V、20V、30V三档）定输出电压范围，再调节“输出细调”旋钮使之达到所需直流电压2．直流恒流源的使用：将负载接到“输出”两端，开启恒流源开关，指示灯亮，数码管显示输出恒流之值调节“恒流输出粗调”波段开关和“恒流输出细调”旋钮，可输出三档连续可调的恒定电流值三档满度为2mA、20mA、500mA）* 实验完毕请关闭各电源开关电工技术 实验一 基尔霍夫定律和叠加原理一、实验目的1．加深对基尔霍夫定律、叠加原理的理解；2．学习掌握稳压电源、电压表、电流表的使用方法；3．掌握电压、电流的正确测量方法。
二、实验仪器1．叠加原理实验电路 2．直流稳压电源 3．直流伏特表 4．直流毫安表 三、实验原理叠加原理：线性电路中，任一支路的电流（或电压）等于电路中各个电源单独作用时，在该支路中所产生的电流的（或电压）的代数和所谓单独作用，即当一个独立源作用时，其它独立源应赋予零怎样才算是独立源为零呢？只要在电路中把相应的独立电压源视为短路，将此电压源支路用短路线代替；独立电流源视为开路，将此电流源支路设为开路某一电源单独作用时，若其它电源的内阻不能忽略，则其它电源的内阻要用与之相等的电阻代替本实验中，设电压源为理想电压源，理想电压源模拟内阻为零如图1，设定E1、E2共同作用时，各支路产生的电流分别为I1、I2、I3, ；E1单独作用时，各支路产生的电流为I1ˊ、I2ˊ、I3ˊ；E2单独作用时，各支路产生的电流分别为I1″、I2″、I3″根据叠加原理，应满足： I1 = I1ˊ+ I1″ I2 = I2ˊ+ I2″ I3 = I3ˊ+ I3基尔霍夫定律：（1）．电流定律（缩写为KCL），在任一时刻对电路中任何一节点来说，流入节点的电流总和等于流出该节点的电流总和；（2）．电压定律（缩写为KVL），在任一时刻，沿任一闭合回路绕行一圈，所有支路电压的代数和恒等于零。
FDCFABEDCCEDI2″I1″R1R2R3R4R5I3″E2I2I1R1R2E1R3R4R5I3E2I2ˊI1ˊR1R2E1R3R4R5I3ˊABFABE图1 叠加原理I1I2K1R1E1R2E2R3R4R5K2I3FABCDEI1验证基尔霍夫定律和叠加原理的实验电路如图1所示，图中标出了各元件的电流和电压的参考正方向若电流（电压）的实际方向与规定的正方向相同，电流值为正值；若电（电压）的方向与规定的正方向相反，电流值为负值根据KCL定律，在任一节点处的电流应满足ΣI=0 ，根据KVL，任一闭合回路中的电压应满足ΣU=0实验电路如图2，双向开关K1、K2控制电源E1、E2的接入或短路在实验板上有电流测试断口，可将安培表串接进支路测试电流图2 实验电路其中R1＝1KΩ，R2＝510Ω，R3＝300Ω，R4＝200Ω，R5＝300Ω四、实验内容1．验证叠加原理及基尔霍夫电流定律将直流稳压电源的一路调至10V，另一路调至15V，调节时用直流伏特表测量并校正电源的输出电压（因直流伏特表的精度等级高于直流稳压电源上表头的精度等级）按照图2连接电路，支路断路间用导线连接；测量电流时，将所需测量电流支路部分的连接导线拔出，将安培表串入电路测量。
1）．测量E1、E2共同作用时的各支路的电流值I1 I2 I3 将K1、K2同时置于电源侧，用安培表测量各支路的电流I，记入表12）．测量E1单独作用时，各支路的电流I1ˊI2ˊI3ˊ将K1置于电源侧，K2置于短路侧，用安培表测量各支路的电流I′，记入表13）．测量E2单独作用时，各支路的电流I1″I2″I3″将K2置于电源侧，K1置于短路侧，用安培表测量各支路的电流I″，记入表1 表1 测量验证I1（mA）I2（mA）I3（mA）E1、E2共同作用时I值E1单独作用时I′值E2单独作用时I″值2．验证基尔霍夫电压定律测量E1、E2共同作用时各电压值，记入表2 UAB（V）UBC（V）UCD（V）UDE（V）UEF（V）UFA（V）UAD（V） 表2五、总结 1．根据表1的数据验证电流定律和叠加原理的正确性。
2．比较表1与表3的数据，分析误差产生的原因3．根据表2的数据验证基尔霍夫电压定律的正确性预习报告要求：实验前复习本实验有关内容，根据实验电路计算表3的所列各值 （要求画出实验电路图并写出计算过程） 表3 计算数据UAB（V）UBC（V）UDE（V）UDA（V）I1（mA）I2（mA）I3（mA）实验二 戴维南定理及电位概念一、实验目的1、通过实验验证戴维南定理；2、学会万用表的基本使用方法；3、掌握电压、电流的正确测量方法二、实验仪器戴维南定理实验电路万用表三、实验原理外电路ER0有源网络 外电路abba戴维南定理：任何一个线性有源二端线性网络，都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻串联R0的电源来等效代替，如图1所示其中电压源的电动势等于该网络的开路电压UOC，串联电阻R0等于该网络中所有独立源为零值时，所得网络的等效电阻 图1 实验电路如图2（a）所示,虚线内为有源两端网络，图2(b)其等效电路，图2(c)为测其开路电压的电路，图2(d)为测等效电阻的电路。
R5I5BUOCACD(a)R1R2R3R4ROR5I5’R0CA(b)(c)(d)B(a)(b)(c)(d)ACDR1R2R3R4U_+U_+E_+R0ACDR1R2R3R4B其中R1＝300Ω，R2＝1KΩ，R3＝1KΩ，R4＝300Ω，R5＝51Ω或100Ω图2 戴维南定理实验电路四、实验内容1．测量电位与电压（1）将直流稳压电源的输出调至9V，用伏特表校准2）按照图3接好电路，检查无误后打开电源开关按照表1测量各点电位DR5BR5ACUR2R1R3R4B图3 表1参考点VA（V）VB（V）VC（V）VD（V）VAB（V）VBC（V）VCD（V）VDA（V）AD2．戴维南定理实验 （1）．测量有源二端网络AC端负载R5支路的电流I5按照图2（a）连接电路，用直流电流表测量负载R5支路电流I5值，记入表2中 ；（2）．测量有源二端网络AC端的开路电压UOC按照图2(c) 连接电路，即将负载电阻R5支路断开，用直流电压表测二端网络的开路电压UOC ，记入表2中；（3）．测量有源二端网络的等效电阻RO 将电压源支路的电源断开，用短路线取而代之，用万用表的欧姆档测量AC两端电阻RO（注意欧姆档要调零），如图 2(d)，记入表2中；（4）．测量等效电路中R5负载支路的电流I5′调节直流稳压源为UOC值作为等效电路中电压源UO，调节电位器为RO值，负载电阻仍为R5，按照图2(b)连接电路，测量R5支路的电流I5，记入表2中。
表2被测量I5（mA）UOC(V)RO(Ω)I5′（mA）测量值 注：所测数据保留一位小数点 五、总结1．根据表2中实验数据总结电压和电位的关系及参考点对电位和电压的影响2．分析 I5 与I5′的误差原因理 论数 据UOC（V）RO（Ω）I5（mA）预习报告要求：实验前复习本实验有关内容，根据实验电路用戴维南定理计算下表所列各值 （要求画出实验电路图并写出计算过程） 实验五 并联交流电路一、实验目的1．了解日光灯电路的工作原理和各元件的作用；2．明确交流电路中电压、电流和功率之间的关系；3．了解提高功率因数的方法；4．学习功率表的使用方法二、实验仪器日光灯挂件交流安培表交流伏特表功率表三、实验原理本实验是以日光灯电路为基础，研究并联交流电路的电压、电流关系图1是日光灯电路接线图和等效电路日光灯电路由灯管、镇流器、起辉器组成。
当日光灯电路刚接入交流电源时，起辉器中双金属片处与断开位置，灯管尚未放电，电路中没有电流这时，电源电压经镇流器、灯管灯丝全部加在起辉器的动触片和静触片之间，使触片间的惰性气体电离而产生辉光放电，双金属片受热伸展开，与静触片接触，触点闭合，电路接通，电流流过灯管灯丝灯丝通电后开始发射电子，并且加热灯管内气体同时起辉器的双金属片冷却收缩，触点断开起辉器触点断开瞬间，镇流器绕组上产生一个相当高的感应电动势，此电动势与交流电源相叠加，共同加于灯管两端的灯丝之间，使管内惰性气体电离放电，灯管内温度升高，水银受热转化成水银蒸汽灯丝发射出的电子撞击水银蒸汽，此时灯管由惰性气体放电过渡为水银蒸汽放电，放电辐射的紫外光激励灯管内壁的荧光粉发出可见光起辉器R灯R镇L镇u镇流器灯管～220V (a) 接线图 (b)等效电路图1日光灯电路交流电路中功率因数的大小，关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用，在图2中，由于有电感性负载，电路的功率因数较低从供电方面来看，在同一电压下输送给负载一定大小的用功功率时，所需的电流就较大。
P =VI* cosФ为提高电路的功率因数，在电路中并联一电容对于原感性负载来说，所加电压和负载参数均未改变，即没有改变电路的工作情况但并联电容后，由于Ic的出现，电路的总电流减小了，相量图见2RLLCIcI1I1IUIcΦ1ΦuI··· 图2相量图综上所诉，并联电容前后，电源向外供出的有功功率未变，总电流却因并联电容而减小，因而减小了电路上的功率损耗，提高了传输电能的效率，意义十分重大 附：日光灯、镇流器、起辉器的结构及原理1．日光灯日光灯结构如附图 1，在玻璃灯管内壁涂有一层薄薄的荧光粉，密封的灯管内放少量水银、充有惰性气体（氩气）灯管两端各装有一个灯丝，灯丝上涂有一层氧化物，通电后会发射电子灯丝玻璃管荧光粉附图1日光灯结构示意图2．镇流器镇流器实际上是一个带铁心的电感线圈日光灯电路刚接通电源时，用于产生一个高电压，以帮助灯管起辉点亮灯管点亮后，利用自身的阻抗限制灯管的工作电流灯管点亮前，管内气体未被电离，处于高阻阻断状态灯管点亮后，管内气体被电离，从而转为低阻导状态，若不加限流装置，会有过大电流流过灯管，将灯管烧坏3．起辉器用于瞬时接通和断开由灯丝和镇流器构成的通路，借助镇流器的感应电势促使灯管起燃。
构造如附图2 ，在充有惰性气体（氖气）的密封玻璃泡，装有动触片和静触片动触片是由两种热膨胀系数不同的金属片制成，呈倒 U形，倒U形内层的金属材料热膨胀系数高在起辉器辉光放电时，放电产生的热量加热金属片，双金属片断开，与静触片接通辉光放电停止后，双金属片冷却收缩，触点断开 附图2 起辉器结构图4．电流插头、电流插孔如附图3为电流插头示意图，附图4为电流插孔示意图，附图5为用电流插头连接电流表测电流示意图，附图6为电流插孔在电路中的符号AD1AB2A1AB2B绝缘层iiii电流表 附图3 电流插头 附图4 电流插孔 附图5测电流示意图 附图6电流插孔符号电流插头与电流插孔工作原理：电流插头的A、B端分别与交流安培表的测试端连接，电流插孔的C、D端串联在所需测量电流的支路内，在未接入电流插头之前，C、D间相当于一短路线，对电路无任何影响。
当连接着安培表的电流插头插入该电流插孔时，电流插头的A与电流插孔的C相接，电流插头的B与电流插孔的D相接从而完成了一次串联连接 四、实验内容将电源控制屏上日光灯开关拨至照明外一档，日光灯位于电源控制屏上，镇流器、启辉器、及电流插孔位于DG09元件箱上1．测量灯管的起辉、熄灭电压将调压器旋钮逆时针方向旋转至零位，然后开启总开关钥匙按照图3连接电路，将需要测电流的支路接入电流插孔，并接入电容箱，（各电容开关应均处于关断位置）接线完毕，经检查无误后方可接通电源 慢慢升高输出电压，直到启辉器发出闪烁光、灯管刚刚点亮时，停止调压此时调压器的输出电压就是日光灯的最低起辉电压，测量此时电压记入表1镇流器电容器灯管～220V启辉器i1iciC1C2C3AB将调压器输出旋钮逆时针旋转，此时输出电压降低，当调至灯管刚刚熄灭时，停止调压，测量此时调压器的输出电压值，记入表1中图3实验电路图表1灯管起辉电压U起（V）灯管熄灭电压U灭（V）2．测量未连接电容器时各电量将调压器输出电压调至220V，此时为日光灯正常使用时电压，按表2内容测量未接电容器时各电量，记入表2中表2总电路灯管镇流器U总（V）I总（mA）P总（W）U灯（V）I灯（mA）P灯（W）U镇（V）I镇（mA）3．测量并联不同容量值时各电量，记入表3中。
表3电容量测 量 数 据计 算 数 据U总（V）I总（mA）I1（mA）IC（mA）P总(W)S(VA)cosΦ0μF1μF2．2μF4．7μF注意事项：1．本实验电源是220V的交流电压，实验中严禁带电接线、改线或拆线，严禁触摸裸露金属部分2．测量交流电流一定要用电流插头、电流插孔若不用电流插头，操作错误时造成安培表损坏后果自负五、总结1． 在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开的方式使日光灯点亮；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？ 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？预习报告要求：1．实验前复习本实验有关内容，画出实验电路图及相量图2．说明改善功率因数的实际意义实验六 三相交流电路一、实验目的1．了解三相四线制电源；2．学习三项交流负载的星形连接和三角形的连接；3．掌握三相电路中的线、相电量间的关系。
二、实验仪器实验电路 交流伏特表交流安培表功率表三、实验原理1．三相四线制电源 三相四线制电源的线电压U l和相电压Up之间数值上关系为： 线电压即任意两火线之间电压值； 相电压即任一火线与零线之间的电压值三相四线制的电压值一般指线电压的有效值如：“三相380V电源”指线电压为380V，相电压为220V的三相交流电源；“三相220V电源”指线电压为220V，相电压为127V的三相交流电源2．负载作星形连接负载为星形连接，在有中线的情况下，不管负载对称还是不对称，其线电压为相电压的 倍，线电流与相电流相等 A若负载不对称且又无中线，则线、相电压之间不再满足倍关系，且负载各相之间的相电压也不平衡，使负载不能正常工作，所以负载不对称时不可随意将中线断开连接电路如图1QSQSIANWVUINAUCYZBVWNXIBIC 图1 负载为星形连接3．负载作三角形连接负载作三角形连接，不论负载对称与否，其线电压均等于相电压UI=UP；当负载对称时，其相电流也对称，相电流与线电流之间的关系为II= UP，当负载不对称时，相电流与线电流不再满足的关系连接电路如图2QSQSIAWVUXYBCZAUVWIAIBICABCXYZIAXIBYICZ图2负载为三角形连接四、实验内容1．测量三相四线制电源的线、相电压值 用交流电压表测量所提供三相四线制电源的线电压和相电压，记入表1中。
表1三相220V电源UUVUVWUWUUUNUVNUWN2．负载作星形连接按照图1接线，将交流安培表上连接好电流插头，以备测电流使用1）．将负载电灯全部打开，形成三相对称负载，按照表2中的条件要求测量各电量2）．改变负载，使A相开一个灯、B相开两个灯，C相开三个灯，形成三相不对称负载，按照表2中的条件要求测量各电量 表2条 件被 测 量负载对称负载不对称有中线无中线有中线无中线线电压UAB（V）UBC（V）UCA（V）相电压UA（V）UB（V）UC（V）电流IA（A）IB（A）IC（A）IN（A）3．负载作三角形连接按照图2连接电路，先将负载做三角形连接，再与电源连接经指导教师检查无误后，接通电源，按照表3条件要求测量并记录不对称负载为A相开一个灯、B相开两个灯，C相开三个灯 表3 电路状态线电压（V）线电流（mA）相电流（mA）UAB（V）UBC（V）UCA（V）IA（mA）IB（mA）IC（mA）IAX（mA）IBY（mA）ICZ（mA）对称负载不对称负载五、总结1．有一盏灯泡其额定电压为220V，功率为100W，若接于“三相380V电源”时应如何接入？若接于“三相220V电源”时又应如何接入？才能保证其在额定电压下正常工作，要求画出示意图。
2．根据表2、表3所得的数据作出星形有中线不平衡负载、星形无中线不平衡负载、及三角形平衡负载时的电压和电流的相量图 预习报告要求：1．实验前复习本实验有关内容，分别画出三相负载为“星形”连接和“三角形”连接时的实验电路图2．总结三相四线制中中线的作用模拟电子技术 实验一 常用电子仪器的使用一、实验目的1．学习函数信号发生器、示波器、交流毫伏表的正确使用方法2．初步掌握用双踪示波器观察正弦波形和读取波形参数的方法3．熟悉模拟电路实验箱二、仪器设备函数信号发生器示波器交流毫伏表模拟电路实验箱三、实验原理1．本实验通过函数信号发生器输出一定频率和幅值的正弦波和方波，用示波器观察信号的波形，并由公式计算周期和幅值，用交流毫伏表测量幅值、有效值根据示波器显示的波形可计算出正弦电压的峰－峰值、有效值、周期和频率见下图1y0wxhhwoxy 图1 正弦波及方波计算公式：峰—峰值 UPP = h(cm) × 灵敏度 (V/cm) 有效值 U = UPP/2√2 周 期 T = W × 扫描速度 ( ms/cm) 式中： h ——在Y轴上波形峰－峰值所占的格数 灵敏度 ——Y轴上每格（cm）所代表的电压值 w ——在X轴上波形一个周期所占的格数 扫描速度——X轴上每格（cm）所代表的时间 2．熟悉THM-4型模拟电路实验箱的使用。
本实验箱自带电源±5V，±12V；实验时可以利用箱内已有的电子线路，还可利用自选的元件在箱内活动区连接电路进行实验四、实验内容：1．打开示波器及函数发生器的电源，预热2．调整示波器相关旋钮：（1）．将垂直轴工作方式选择开关（MODE）选至CH1，内部触发信号源选择开关（INT TRIG）置于CH1；（2）．将垂直放大器输入耦合方式切换开关（AC－GND－DC）置于GND；（3）．适当调节辉线亮度旋钮（INTENSITY）、聚焦调整旋钮（FOCUS）、CH1的垂直位置调整旋钮（POSITION），使显示屏上显示一条亮度适中，扫迹清晰且居中的扫描线3．测量并观察示波器内部标准信号（1）．将示波器的CH1测试笔与示波器的显示屏右下角的CAL端子相接；（2）．将垂直放大器输入耦合方式切换开关（AC－GND－DC）置于AC；（3）．适当调整触发电平调整旋钮（LEVEL），同时调整CH1通道相应的垂直轴电压灵敏度开关（VOLTS/DIV），和扫描速度切换开关（TIME/DIV）使显示屏上出现两个周期的稳定方波信号根据实验内容说明中公式读取波形的相关参数记入表1中，并画出响应的波形 表1一周期格数W（cm）扫描速度（ms/cm）周期T（ms）Um值格数h（cm）灵敏度（V/cm）Um 值U（V）4．测量并观察正弦信号（1）．调节函数信号发生器，选择输出正弦波信号，并调节频率输出旋钮和幅度输出旋钮，使之输出1KHZ，100mV的正弦波。
正弦信号的有效值用交流毫伏表监测）；（2）．将输出信号与示波器CH1测试笔相连用示波器观察波形，调整示波器使显示屏上显示出1-2个周期的稳定正弦波形，根据实验内容说明中公式读取正弦波的周期与幅值记入表2中；表2一周期格数W（cm）扫描速度（ms/cm）周 期T（ms）峰-峰值格数h（cm）灵敏度（V/cm）峰-峰值UPP（V）有效值U（V）* 5．观察及测量正弦信号的相位差（1）．调节函数信号发生器，使之输出F=1KHZ，有效值为1V的正弦信号电压的有效值用交流毫伏表监测)2）．如图2所示，将示波器垂直轴工作方式选择开关（MODE）置于ALT即双踪显示位置，内部触发信号源选择开关（INT TRIG）置于CH2或VERT MODE档，用CH1、CH2测试笔同时分别观测uac、ubc两信号，显示屏上出现两个正弦波，如波形不稳定，可调节“LEVEL”旋钮读出两正旋波形的周期T，幅值及相位差φ1，记入表3中表3测量参数φ1φ2Uac（V）Ubc（V）aaCH1cbcCH2CH1信号源示波器uacubc0.047µF100Ω~图2 测量相位差的电路φ1y0wxhotφ2图3 电压与电流相位差的计算五、总结 1．使用电子仪器时为什么要“共地”，不“共地”是否影响观测到的信号波形？ 2．调节示波器的灵敏度旋钮和调节信号发生器的幅度旋钮时，示波器荧光屏上的波形的幅度都发生变化，问有何不同？实验二 基本单管放大器一、实验目的1．掌握基本单管放大电路的工作原理。
2．学习测定单管放大器的静态工作点和电压放大倍数3．观察和研究电路参数的变化对放大器的静态工作点、电压放大倍数和输入波形的影响4．熟悉常用电子仪器及模拟电路实验箱的使用二、仪器设备 模拟电路实验箱 万用表 示波器函数信号发生器三、实验原理如图1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图它的偏值电路采用Rb1和Rb2组成分压电路，并在发射极中接有电阻Re，以稳定放大电路的静态工作点当在放大器的输入端加入输入信号Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui 相位相反，幅值被放大了的输出信号UO，从而实现电压放大放大器的基本功能是不失真地放大信号，由于晶体三极管是非线性元件，当晶体三极管工作进入非线性区时，将产生波形失真为此，必须给放大电路设置适当的静态工作点静态工作点主要取决于基极偏置电流IB，因此，调整静态工作点主要是通过调整偏置电阻Rb的数值，使放大器获得合适而稳定的静态工作点在图1中，当流过偏置电阻RB1、RB2的电流远大于晶体管T的基极电流IB（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式估算： 电压放大倍数： ++UCCRC1RB2C2+K2 uoC3RB1usC1RRET uiRF图1实验电路其中：R = 10kΩ，RB1 = 20kΩ，RB2 = 20kΩ+100kΩ，RC1 = 2.4kΩ，RC2 =1.2kΩ，RE = 1kΩ，RF = 100Ω, RL1 =2.4kΩ, RL2 =1.2kΩ，C1 = 10μF，C2 =10μF，C3 =100μF，β＝60，T :3DG6 ，K1 :单向开关，K2：单向开关 1．静态工作点的测试对放大电路有一基本要求，就是输出信号尽可能不失真。
所谓失真，是指输出信号的波形不同于输入信号的波形引起失真的原因有多种，最基本的原因是静态工作点不合适或信号太大测量放大器的静态工作点，应在输入信号为零的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后用直流电表分别测Ic、UB、Uc和UE一般实验中，为避免断开集电极，均采用测量电压的方法，然后计算出Ic静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic（或UcE）调整与测试静态工作点偏高，放大器在加入交流信号后容易产生饱和失真，此时uo的负半周将被削底；静态工作点偏低，产生截止失真，uo的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显）改变电路参数Rc、Rb都会引起静态工作点的变化，通常采用改变Rb 的办法来改变静态工作点，例如减小RB 可使静态工作点提高2．电压放大倍数的测量调整放大器到合适的静态工作点，输入交流信号，在输出不失真的情况下，用交流毫表测输入信号有效值Ui和输出信号有效值Uo 则： 四、实验内容 1．测试并调整静态工作点 将实验箱上＋12V电源接至UCC端，接通电源，调节Rw，用万用表直流电压档监测使UE=2.0V（Ic=2.0mA）， 再测量UB、UC。
用万用表欧姆档测量RB2 值（注意：测量 RB2值时应将K2断开）记入表1中表1 测 量 值计 算 值UC (V)UE (V)UB (V)R B2 (KΩ) UCE (V)UBE(V)IC (mA)2．测量电压放大倍数 调节函数信号发生器为f=1KHz的正弦信号 接入放大电路的输入端us，用交流毫伏表监测使Ui=10mv用示波器观察放大器的输入、输出波形在波形不失真（即为正常的正弦信号）的条件下用交流毫伏表测量几种条件下的Uo值记入表2中表2条 件测 量 值计 算 值Ui (V)Uo (V)Av=UO/Uii 集电极电阻RC1=2.4KΩ，RL=:∞集电极电阻RC2=1.2KΩ，RL=:∞集电极电阻RC1=2.4KΩ，RL=2.4 KΩ3．观察静态工作点对输出波形失真的影响（1）．调工作点为合适位置，观察不失真情况下uO波形，将输出波形uO记入表3中2）．逐渐增大输入信号，直到uO的正负半周波形都出现失真将输出波形uO 记入表3中3）．观察静态工作点不合适产生的非线性失真调节输出波形uO为最大不失真，改变RW的值，调节工作点为偏高、偏低，观察输出波形uO的变化 ，将各种条件下的输出波形记入表3中。
表3条 件输出电压波形（两个周期波形）失真类型工作点合适输出波形不失真工作点合适输入信号幅度太大工作点偏高输出波形失真工作点偏低输出波形失真五、总结1．能否用直流电压表直接测量晶体管的UBE？为什么实验中采用间接测量方法？2．分析电压放大倍数与哪些因素有关？3．根据实验结果，说明放大器静态工作点对放大器波形失真的影响4．分析讨论在调试的过程中出现的问题预习报告要求：实验前复习本实验有关内容，根据实验电路计算电路静态工作点及电压放大倍数 （要求画出电路图并写出计算过程）数字电子技术 实验一 THD-1数字电路箱的使用一、实验目的1．学习THD-1型数字电路实验箱的使用 2．掌握示波器的基本工作原理及使用方法二、实验仪器THD-1型数字电路实验箱V-252型双踪示波器三、实验内容1．实验箱结构观察实验箱结构，熟悉各部分区域的功能，为今后使用实验箱完成数字电路实验做准备实验箱各部分区域名称如图1-1所示123456直流电源区蜂鸣器继电器IC插座区1总电源开关2脉冲信号区3 逻辑笔4 数码管5拨码开关6 逻辑开关7发光二极管7图1-1 THD-1型数字电路实验箱版面图2．测试逻辑开关和发光二极管显示功能+5V打开实验箱的总电源开关，将逻辑开关右侧 处接+5V电源，拨动逻辑开关观察结果，逻辑开关遵循正逻辑，即灯亮表示输出逻辑为1，灯灭表示输出逻辑为0；用一连线一端插入发光二极管显示输入插孔，另一端插入逻辑开关的输出插孔，拨动逻辑开关，输出高电平时发光二极管亮，输出低电平时发光二极管灭。
3．试单脉冲和连续脉冲输出端功能+5V在信号区 处接上电源单脉冲有两种输出方式，按动单脉冲按键，每按动一下，单脉冲输出处提供由高电平到低电平（或由低电平到高电平）的一个过程 ；连续脉冲信号输出处，有三档频率粗调供频率范围选择，将输出频率调至1Hz，发光二极管每秒闪亮一次，调至高频时，并调节微调旋钮，看到发光二极管恒亮高频时人的肉眼反应不出频率的变化）4．测试数码显示功能 将数码管的ABCD端与四个逻辑开关X0、X1、X2、X3相连接，拨动开关为0000、0001、0010、0011、0100．．．．．．可观察8421码显示，即可顺序显示0、1 、2、3、4．．．．．．将拨码开关任一组ABCD与数码管的任一ABCD相连接，按动拨码开关，观察显示结果 实验三 组合逻辑电路设计一、实验目的1．掌握组合电路的一般设计方法；2．掌握半加器、全加器逻辑功能，并用元件实现之，3．根据给定的实际逻辑要求，设计出最简单的逻辑电路图二、实验仪器THD-1数字电路箱集成片74LS20，74LS00，74LS86三、实验原理数字系统中常用的各种数字部件，就其结构和工作原理而言可分为两大类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路输出状态只决定于同一时刻的各输入状态的组合，与先前状态无关，它的基本单元一般是逻辑门时序逻辑电路输出状态不仅与输入变量的状态有关，而且还与系统原先的状态有关，它的基本单元一般是触发器组合逻辑电路的设计步骤一般为：（1）根据逻辑要求列出真值表；（2）从真值表中写出逻辑表达式；（3）化简逻辑表达式，并选用适当的器件；（4）根据选用的器件，画出逻辑图逻辑化简是组合逻辑设计的关键步骤之一为了使电路结构简单和使用器件较少，往往要求逻辑表达式尽可能化简由于实际使用时要考虑电路的工作速度和稳定可靠等因素，在较复杂的电路中，还要求逻辑清晰易懂，所以最简设计不一定是最佳的但一般来说，在保证速度、稳定可靠与逻辑清楚的前提下，尽量使用最少的器件，以降低成本组合逻辑设计过程常是在理想的情况下进行的实际工作中，可能会出现瞬间错误四、实验内容1、 根据设计实现三变量表决电路要求：多数赞成则提案通过 （选用 芯片74LS00和74LS20）图2为74LS00芯片的管脚图将结果记录至表1中1234567891011121314图2 74LS00管脚图VccGND&&&&表1A B CY2．半加器的设计在加法运算中，只考虑本位的和，不考虑由低位来的进位，这种加法器称为半加器。
设计并实现半加器，将结果记录至表2中A BS C表2 自己画出用与非门表示的半加器的电路图3．全加器的设计在加法运算中，不仅考虑两个加数本身相加，还要考虑从低位来的进位，这种加法器称为全加器设计并实现全加器电路选用元件为74LS86和74LS00 表3An Bn Cn Sn Cn+1五、总结1．列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图2．对所设计的电路进行测试，记录测试结果预习报告要求：1．设计三人表决电路，画出电路图（用与非门实现逻辑电路），实验室提供芯片为74LS00和74LS202．设计半加器，实验室提供芯片为74LS00、74LS20和74LS863．设计全加器，实验室提供芯片为74LS00、74LS20和74LS86实验五 译码器、显示器 一、实验目的1．了解译码器工作原理2．掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法；3．熟悉数码管的使用。
二、实验仪器THD-1数字电路箱集成片74LS00，74LS04，74LS48，数码管三、实验原理译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路，译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用与代码的转换，终端的数字显示，还用与数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等 译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类通用译码器又分为变量译码器和代码变换译码器变量译码器（又称二进制译码器）如2/4线、3/8线、4/16线译码器，n个输入变量则有2ⁿ 个不同的组合状态如图4-1的2/4译码，两个输入，得到四个输出输入A、B，输出为AB、AB、 AB、AB，所用的74LS00芯片为二输入的与非门，输出为低电平有效Y3Y2Y1Y0&&&&AB图1 二-四译码器原理图常用的显示器有荧光数码管、液晶数码管和半导体数码管，目前使用最多的是半导体数码管 半导体数码管又叫LED显示器，它由七个制成条状的发光二极管组成， 具有图示共阴管和共阳管；BCD码七段译码驱动器型号有74LS47、74LS48、CC4511等图2 为数码管的引脚图cdehMabfgM图2 数码管引脚图数码管又分共阴、共阳两种，示意图如图3。
Mhagfedcb+hagfedcbM-共阳共阴图3数码管示意图图4为译码驱动原理图二进制代码译码驱动显示图4译码驱动原理图 四、实验内容1．验证2/4译码器功能按照图1连接电路，A、B输入端接逻辑开关，输出接发光二极管按照表1记录结果所用芯片为74LS04、74LS001234567891011121314图5 74LS04管脚图111111表1A BY3 Y2 Y1 Y0 2．74LS48的逻辑功能测试芯片的A、B、C、D端（BCD码输入）接逻辑开关，a、b、c、d、e、f、g端接数码管的对应端（注意数码管的M一定要接地），3，4，5脚接高电平按照表2测试、记录A B C D数码显示 。
