电工电子技术实验指导

1、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

2、其输出端短路，测其短路电流IS，且内阻为：。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外特性曲线，如图51所示。开路电压为UOC，根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻为： 图5-1 。 (3)半电压法如图52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。图5-2 图5-3(4)零示法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

3、53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541图5-4线路接入直流稳压电源US12V和直流稳流电源IS20mA及可变电阻RL。先断开RL测UOC，再短接RL测ISC，则RoUOCIsc，填入下表。表5-1Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc2负载实验利用NEEL23元件箱中的不同

4、阻值按照表5-2选取合适的R值，测量有源二端网络的外特性。表5-2RL(W)990900800700600500400300200100U(V)I(mA)3验证戴维南定理：利用NEEL23元件箱中的不同阻值，将其阻值调整为等效电阻R值，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U之值）相串联，仿照步骤“2”测其特性，对戴氏定理进行验证。表5-3RL(W)990900800700600500400300200100U(V)I(mA)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

5、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。 实验二 日光灯的安装及功率因数的提高一实验目的研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。掌握日光灯线路的接线。理解提高电路功率因数的意义并掌握其方法。二原理说明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 日光灯线路如图10-1所示，图中是日光灯图10-1 管，是镇流器，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

6、功率QQLQC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QCQL时，总无功功率Q0，此时功率因数1，线路电流I最小。C=P（tan1tan）/wU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30日光灯、30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220，测量功率，电流，电压等值，填写下表，验证电压、电流相量关系。( 将电容开关断开) 图10-2 2并联电路电路功率因数的改善分

7、别接通不同值的电容，进行重复测量，填写下表。CP(W)U(V)U1(V)U2(V)I(A)IC(A2)IL(A1)0uF1uF2.2uF4.3uF6.5uF五实验注意事项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。六预习思考题参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。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

8、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？七实验报告完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。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。讨论改善电路功率因数的意义和方法。装接日光灯线路的心得体会及其他。14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）

9、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。 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

10、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0.3Hz3MHz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

11、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Vdiv"开关于“02Vdiv"档，“扫速tdiv"开关于“02msdiv"档，亮度、辉度、位移、电平开关置中间位置，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CH

12、2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“Vdiv"和扫速开关“tdiv"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

13、测出其结果记入表中。表14-1输出衰减(dB)0-20dB-40dB灵敏度开关(vdiv)位置峰峰波形高度(格)峰峰电压(伏)电压有效值(伏)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。 (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“tdiv"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。表14-2信号频率(k

14、Hz) 0.5 15 10 100 扫速开关(tdiv)位置一个周期占有水平格数信号周期信号频率 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。 (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()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(

15、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?波形清晰，亮度适中；波形稳定；移动波形位置；改变波形的显示个数；改变波形的高度；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?实验四用万用表检测二、三极管一、实验目的 （1）熟悉用万用

16、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 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。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）表内电源正极。 图15-1 万用表等效电路万用表置R×1、R

17、×10、R×100、R×1k档时，一般Eo=1.5V。置R×10k档时，该档电源电压较高，一般Eo=9V，采用该档测晶体管时易损坏晶体管。测试小功率晶体管时，一般选用R×100、R×1k档。 2晶体二极管的测试 如图15-1所示，用黑表笔（电源正级）接二极管阳极，红表笔（电源负级）接二极管阴极时，二极管正向导通；反之，二极管反向截止。正向导通电阻约几百欧或几千欧，反向电阻约几百千欧以上。阻值在这个范围内，说明管子是好的；如果正、反向电阻均为无穷大，则表明二极管内部断开；如果正、反向电阻均为零，说明二极管内部短路；如果正、反向电阻接近，

18、则二极管性能严重恶化。 3用万用表判别三极管的管脚和类型 （1）先判别基极b 三极管可等效为两个背靠背连接的二极管。如图15-2所示。根据PN结单向导电原理：基集、基射结正向导通电阻均较小，反向电阻均较大，所以很容易把基级判别出来。现以NPN管为例： 测量时先假设某一管脚为“基极b”，用黑表笔接假设的“基极b”，红表笔分别接其余两个管脚，测量阻值，若阻值均较小，再将黑红笔对调（既红笔接假设的基级b），重复测量一次，若阻值均较大，则原先假设的基极是正确的。如果两次测得的阻值是一大一小，则原先假设的基极是错误的，这时应重新假设基极，重新测量。 图15- 2三极管等效电路 （2）判别管子类型 由上面

19、判别基极的结果，同时可知管子类型。如用黑表笔（电池正极）接管子基极，红表笔（电池负极）分别接其余两脚时，电阻值均较小，由PN结单向导电原理知道，基极是P区，集电极和发射极是N区，故为NPN管。反之，红表笔接基极，（黑表笔分别接c、e极，电阻值均较小，则是PNP管。（3）判别集电极c 在已知基极b和管子类型的基础上，进而可判别集电极c。 由共射极单管放大原理可知：对NPN管而言，当集电极接电源正极，发射极接电源负极，若给基极提供一个合适的偏流时，三极管就处在放大导通状态，Ic较大。 图15- 3集电极c判别电路测量时，先假设一个管脚为集电极“c”，用手指把基极和假设的集电级“c”捏紧，人体电阻相

20、当于基极偏置电阻Rb，注意不要使两管脚直接接触。用黑笔接“c”，红笔接“e”读出阻值；然后再与上述假设相反，重新测量一次，比较两次阻值大小，若第一次阻值小，则第一次假设的集电极是正确的，另一管脚就是发射极。测量电路如图15-3所示。 对PNP管，测试时只需将表笔对调即可，请读者自己分析。四、实验内容与步骤 （1）用万用表判断二极管、三极管的管脚和类型。 （2）用JT-1型晶体管特性图示仪测试： a观察3DG、3AX系列管子的共射极输入、输出特性，测试三极管主参数、I CEO、V（BR）CEO 。 b观察稳压二极管的稳压特性。五、实验报告与要求 （1）记录被测稳压二极管的稳压值。 （2）记录所测

21、得的值、I CEO值、V（BR）CEO值。 （3）记录被测二、三极管的正、反向阻值。（4）说明为什么用万用表不同的欧姆档测得同一二极管正向（或反向）的电阻值不同。 实验五三相异步电动机的控制一、实验目的1、 了解按钮、交流接触器和熔断器、热继电器的基本结构和动作原理；2、 掌握三相异步电动机起动、停车的工作原理、接线及操作方法；3、 了解电动机运行时的保护原理和方法。二、 原理说明在工农业生产中，目前广泛采用继电器接触器控制系统对中、小功率异步电动机进行各种控制。这种控制系统主要由交流接触器、按钮、热继电器、熔断器等电器组成。 交流接触器是一种由交流电压控制的自动电器，主要由铁芯、吸引线圈和触

22、点组等部件组成。铁芯分为动铁芯和静铁芯，当静铁芯上的吸引线圈加上额定电压时，动铁芯被吸合，从而带动触点组动作。触点可分主触点和辅助触点。主触点的接触面积大，并具有灭弧装置，能通断较大的电流，可接在主电路中，控制电动机的工作。辅助触点只能通断较小的电流，常接在辅助电路（控制电路）中。触点按初始（未通电）状态分为动合（常开）触点和动断（常闭）触点，前者当吸引线圈无电时处于断开状态，后者为吸引线圈无电时处于闭合状态。当吸引线圈带电时，动合触点闭合，动断触点断开。 交流接触器在工作时，如加于吸引线圈的电压过低，动铁芯会释放，使触点组复位，故具有欠压（或失压）保护功能。 按钮是一种手动的主令开关，在控制

23、电路中用来发出接通或断开的指令。它的触点也分动合和动断两种形式，前者用于接通控制电路，后者用来断开控制电路。热继电器是一种以感受元件受热而动作的保护电器，用来保护电动机过载。它主要由热元件和动断触点等组成。当电动机过载时，热元件发热，经过一定时间动断触点断开，从而使控制电路失电，达到切断主电路的目的。熔断器用作短路保护，当负载短路，很大的短路电流使熔断器立即熔断，切断故障电路。三相异步电动机可用一个交流接触器和按钮来实现起动、停车控制。 起动、停车控制电路如图241所示，和点动控制电路相比，增加了三个环节：一是与起动按图24-1 钮SB2并联一个接触器KM的辅助动合触点KM4，其作用是按下起动按钮SB2，接触器KM动作，电动机起动，同时KM4也闭合，当松开起动按钮时，KM4仍使接触器KM线圈继续带电，电动机继续转动，这种作用称为自锁， KM4触点称为自锁触点；二是为了控制电动机停车，增加一个停车按钮SB1，按下停车按钮SB1，切断控制电路，接触器KM的主触点断开，电动机停车；三是安装了热继电器FR，当电动机过载，经过一段时间，其动断触点断开，切断控制电路，接触器KM的主触点断开，电动机停车。三、实验设备1 三相电源（提供三相四线制380V、220V电压）2三相异步电动机3 EEL10、EEL21组件（含接触器、继电器，吸引线圈额定电压均为220V，按钮等）四、实验内容1、认真