電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程

內(nèi)容概要

《電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程：電工電子實(shí)驗(yàn)·設(shè)計(jì)·仿真》是根據(jù)教育部課程指導(dǎo)委員會(huì)頒布的電工學(xué)課程教學(xué)基本要求和昆明理工大學(xué)電工電子實(shí)踐教學(xué)的實(shí)際情況，結(jié)合相關(guān)的理論知識編寫而成。全書共分為5個(gè)部分，第一部分為電工與電子技術(shù)硬件實(shí)驗(yàn)，共有20個(gè)實(shí)驗(yàn)；第二部分為Multisim 10仿真實(shí)驗(yàn)，共有21個(gè)實(shí)驗(yàn)；第三部分為電工電子技術(shù)綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，共有9個(gè)實(shí)驗(yàn)；第四部分是電子實(shí)習(xí)；第五部分是與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的附錄，包括實(shí)驗(yàn)儀器儀表的使用和常用電工電子元器件及參數(shù)的介紹。
《電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程：電工電子實(shí)驗(yàn)·設(shè)計(jì)·仿真》既可以作為高等院校非電類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)教材，也可作為電類專業(yè)教學(xué)及電子工程技術(shù)人員的參考書。

作者簡介

朱榮、劉濤

書籍目錄

前言第1章 電工與電子技術(shù)硬件實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.1 常用電子儀器的使用實(shí)驗(yàn)1.2 基爾霍夫定律和疊加原理的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)1.3 戴維寧定理的研究實(shí)驗(yàn)1.4 RLC串聯(lián)交流電路的研究實(shí)驗(yàn)1.5 感性負(fù)載與功率因數(shù)的提高實(shí)驗(yàn)1.6 三相交流電路實(shí)驗(yàn)1.7 一階RC電路的暫態(tài)過程實(shí)驗(yàn)1.8 三相異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)與正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)1.9 單相雙繞組變壓器實(shí)驗(yàn)1.10 單管低頻放大電路實(shí)驗(yàn)1.11 多級放大電路與負(fù)反饋放大電路實(shí)驗(yàn)1.12 差動(dòng)放大電路實(shí)驗(yàn)1.13 基本運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)1.14 功率放大電路實(shí)驗(yàn)1.15 波形發(fā)生電路實(shí)驗(yàn)1.16 直流穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)1.17 組合邏輯門電路實(shí)驗(yàn)1.18 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)1.19 計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)1.20 555集成定時(shí)器及其應(yīng)用第2章 Multisim 10仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2.1 疊加原理和戴維寧定理實(shí)驗(yàn)2.2 電源的等效變換和受控源的研究實(shí)驗(yàn)2.3 RLC串聯(lián)交流電路的研究實(shí)驗(yàn)2.4 RLC串聯(lián)與并聯(lián)諧振電路實(shí)驗(yàn)2.5 感性負(fù)載與功率因數(shù)的提高實(shí)驗(yàn)2.6 三相交流電路的研究實(shí)驗(yàn)2.7 一階RC電路的響應(yīng)實(shí)驗(yàn)2.8 小信號共射放大器實(shí)驗(yàn)2.9 共集電極放大器實(shí)驗(yàn)2.10 兩級阻容耦合放大器實(shí)驗(yàn)2.11 負(fù)反饋放大器實(shí)驗(yàn)2.12 差動(dòng)放大電路實(shí)驗(yàn)2.13 集成運(yùn)算放大器實(shí)驗(yàn)2.14 功率放大器實(shí)驗(yàn)2.15 正弦波振蕩器實(shí)驗(yàn)2.16 直流穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)2.17 邏輯門電路及其組合實(shí)驗(yàn)2.18 加法器、編碼器與譯碼器實(shí)驗(yàn)2.19 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)2.20 計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)2.21 555集成定時(shí)器及其應(yīng)用第3章 電工電子技術(shù)綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3.1 三相電路相序及功率的測量實(shí)驗(yàn)3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的時(shí)間控制及順序控制實(shí)驗(yàn)3.3 射極輸出器實(shí)驗(yàn)3.4 方波-三角波發(fā)生器實(shí)驗(yàn)3.5 電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路實(shí)驗(yàn)3.6 可調(diào)三端集成穩(wěn)壓電路實(shí)驗(yàn)3.7 優(yōu)先判決電路——四人搶答器實(shí)驗(yàn)3.8 雙音報(bào)警器實(shí)驗(yàn)3.9 簡易數(shù)字鐘第4章 電子實(shí)習(xí)4.1 概述4.1.1 電子實(shí)習(xí)目的與要求4.1.2 電子實(shí)習(xí)的教學(xué)過程4.2 Protel簡介4.2.1 Protel的發(fā)展演變4.2.2 Protel 99SE的主要特色4.3 Protel 99SE用于電路原理圖和PCB設(shè)計(jì)的基本方法4.3.1 電路設(shè)計(jì)的一般步驟4.3.2 電路原理圖的設(shè)計(jì)4.3.3 PCB板的設(shè)計(jì)4.4 印制電路板的制作4.4.1 印制電路板的一般制作方法4.4.2 印制電路板的實(shí)驗(yàn)室制作4.5 電子實(shí)習(xí)選題4.5.1 帶過流保護(hù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源4.5.2 帶充電功能的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源附錄A.1 指針式萬用表使用說明A.1.1 主要技術(shù)特性A.1.2 面板簡介A.1.3 使用方法A.1.4 注意事項(xiàng)A.2 DF1930A交流毫伏表使用說明A.2.1 技術(shù)參數(shù)A.2.2 面板說明A.2.3 注意事項(xiàng)A.3 DF1641A函數(shù)發(fā)生器使用簡介A.3.1 技術(shù)指標(biāo)A.3.2 面板說明A.3.3 注意事項(xiàng)A.4 YB4325型雙蹤示波器使用說明A.4.1 面板說明A.4.2 操作方法A.4.3 讀出功能A.4.4 注意事項(xiàng)A.5 常用電子電路元器件及主要性能參數(shù)A.5.1 電阻元件A.5.2 電容元件A.5.3 晶體管A.6 集成電路主要性能參數(shù)及引腳圖A.6.1 集成電路簡介A.6.2 幾種常用模擬集成電路簡介A.6.3 常用的數(shù)字集成電路簡介A.7 Multisim 10入門目錄A.7.1 Multisim 10簡介A.7.2 Multisim 10基本操作電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)須知參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章  電工與電子技術(shù)硬件實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.1  常用電子儀器的使用1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）學(xué)習(xí)函數(shù)發(fā)生器輸出頻率、幅值的調(diào)節(jié)，面板上各旋鈕的作用及使用方法。（2）學(xué)習(xí)雙蹤示波器測量信號電壓的幅度、周期（或頻率）及相位的基本方法，面板上各旋鈕的作用及使用方法。（3）熟悉智能電工實(shí)驗(yàn)臺、交流毫伏表等儀器設(shè)備的使用，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。2.預(yù)習(xí)要求（1）認(rèn)真閱讀“電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)須知”，了解如何進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn)、安全規(guī)程，以及應(yīng)注意的問題。（2）熟悉本次實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)步驟。（3）通過實(shí)驗(yàn)說明及附錄，了解雙蹤示波器、函數(shù)發(fā)生器、交流毫伏表等儀器相關(guān)知識。3.實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備4.實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)所用電子儀器及主要技術(shù)指標(biāo)簡介如下。1）YB4325型雙蹤示波器YB4325型雙蹤示波器為一便攜式晶體管類型的示波器，具有CRT讀出功能。它能在屏幕上同時(shí)顯示兩個(gè)波形，可以方便、準(zhǔn)確地測量信號的頻率、相位和電壓值。該示波器靈敏度按1-2-5順序從1mV/格至5V/格，20MHz的頻率特性響應(yīng)。掃描速度以1-2-5為順序，從0.1μs/格至0.5s/格的掃描速度。最大輸入電壓400V（DC+AC峰-峰值）。詳細(xì)介紹見附錄A.4。2）DF1641A函數(shù)發(fā)生器/頻率計(jì)作為函數(shù)發(fā)生器時(shí)，可輸出（FUNCTION）方波、三角波、正弦波、脈沖波等波形，輸出頻率范圍0.1Hz～2MHz，輸出阻抗50Ω±10%，輸出幅度不小于20V（空載），輸出幅度衰減20dB、40dB。頻率（range）分七擋：0～2Hz/2～20Hz/20～200Hz/200Hz～2kHz/2～20kHz/20～200kHz/200kHz～2MHz。作為頻率計(jì)時(shí)（探頭接COUNTER），可作為內(nèi)部頻率顯示，也可作為外測頻率，測量范圍1Hz～10MHz，輸入阻抗不小于1MΩ/20pF，靈敏度100mV（有效值），最大輸入150V（AC+DC）（帶衰減器），測量誤差小于3×10-5±1個(gè)字。詳細(xì)介紹見附錄A.3。3）DF1930A交流毫伏表交流毫伏表是測量正弦交流信號（有效值）的儀表。它與一般的交流電壓表（萬用表）相比，具有輸入阻抗高、測量范圍廣的特點(diǎn)，能夠完成工頻及非工頻下交流信號的測量。DF1930A是一種智能型數(shù)字交流毫伏表，適用于測量頻率5Hz～2MHz，輸入100μV～300V的正弦波有效值電壓，最大輸入電壓450V/ms。具備手動(dòng)/自動(dòng)（MANU/AUTO）測量功能，同時(shí)顯示dB/mdB值及量程和通道。量程為3mV、30mV、300mV、3V、30V、300V。詳細(xì)介紹見附錄A.2。5.注意事項(xiàng)（1）儀器使用前，一定要閱讀各儀器的使用說明（詳見附錄A.3和A.4），并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。（2）雙蹤示波器的電源開關(guān)不能頻繁開啟。關(guān)機(jī)后，應(yīng)過1min后再開機(jī)。光點(diǎn)不要長時(shí)間停留在一點(diǎn)上，否則熒光屏可能燒出斑點(diǎn)。（3）儀器旋鈕和按鍵用力不宜過猛，以免造成損壞。（4）函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源的輸出端不能短接。對交流電路觀測時(shí)應(yīng)共地連接。6.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1）時(shí)基線的調(diào)節(jié)接通電源，其指示燈亮。稍等預(yù)熱，屏幕中出現(xiàn)光跡，分別調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕，使光跡的亮度適中、清晰。垂直方式選擇雙蹤，適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直位移旋鈕，可在屏幕上觀察到兩條掃描時(shí)基線。2）觀察示波器的校正電壓波形通過示波器專用（同軸電纜線）探頭，將示波器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信號1kHz、2V（峰-峰值電壓）引入CH1輸入X或CH2輸入Y，觸發(fā)源開關(guān)選擇CH1或CH2輸入信號作為觸發(fā)信號。調(diào)節(jié)觸發(fā)電平旋鈕，使屏上顯示出穩(wěn)定的波形，示波器面板的其他旋鈕調(diào)節(jié)可參考表1.1.1。（1）將SEC/DIV（掃描速度）旋鈕置于表1.1.2中所要求的各位置，記下波形在X軸方向一個(gè)周期所占的格數(shù)d/cm，計(jì)算相應(yīng)頻率，并與1kHz進(jìn)行比較。（2）將VOLTS/DIV（靈敏度）旋鈕置于表1.1.2中所要求的各位置，記下波形在Y軸方向所占的格數(shù)h/cm，計(jì)算VP-P（峰-峰值電壓）的值，并與2V進(jìn)行比較。有關(guān)計(jì)算公式如下：T＝d×掃描時(shí)間，  f＝1T，  VP-P＝h×靈敏度3）觀察正弦交流電壓波形調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器微調(diào)旋鈕，使輸出電壓頻率為1kHz、有效值為5V（峰-峰值電壓為14.14V），用專用探頭引入示波器的一個(gè)通道。調(diào)整示波器有關(guān)旋鈕，使屏幕上呈大小適中且穩(wěn)定的正弦波。按表1.1.3的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）測出波形在X軸方向一個(gè)周期所占的格數(shù)d/cm，計(jì)算相應(yīng)的頻率。（2）測出波形在Y軸方向的格數(shù)h/cm，按公式U＝h×靈敏度2×12計(jì)算出電壓的有效值。4）函數(shù)發(fā)生器及交流毫伏表的使用將DF1641A函數(shù)發(fā)生器輸出幅度衰減（ATTENUATOR）分別按輸出幅度衰減“0dB”（無衰減）、“20dB”、“40dB”三種情況，輸出波形選擇“正弦波”。調(diào)節(jié)輸出信號頻率旋鈕（FREQUENCY）和幅度旋鈕（AMPLITUDE），使函數(shù)發(fā)生器輸出頻率為1kHz、有效值為7V的信號（用DF1930A交流毫伏表測量電壓的有效值），數(shù)據(jù)記入表1.1.4中。檢查函數(shù)發(fā)生器的“輸出幅度衰減”是否正確。5）相位差的測量測量相位一般指測量兩個(gè)信號的相位差，且兩個(gè)信號必須是同頻率的。實(shí)驗(yàn)按圖1.1.1接線，圖中采用1kHz、5V的正弦信號，經(jīng)RC移相網(wǎng)絡(luò)獲得同頻不同相的兩路信號。（1）用示波器觀察RC移相網(wǎng)絡(luò)的輸入ui與輸出uo波形。記錄相關(guān)波形，并標(biāo)出有關(guān)數(shù)據(jù)。（2）測出上述兩個(gè)波形之間的相位差。其方法為：調(diào)節(jié)掃描速度開關(guān)的位置，測出波形一個(gè)周期T在水平方向上所占的格數(shù)d（cm），以及兩個(gè)波形的水平差距K（cm），按下面公式可計(jì)算出相位差φ。將測量和計(jì)算結(jié)果記入表1.1.5中。7.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題（1）總結(jié)如何正確使用雙蹤示波器、函數(shù)發(fā)生器等儀器，用示波器讀取被測信號電壓值、周期（頻率）的方法。（2）若要測量信號波形上任意兩點(diǎn)間的電壓應(yīng)如何測量？（3）被測信號參數(shù)與實(shí)驗(yàn)儀器技術(shù)指標(biāo)之間有什么關(guān)系，如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇儀器？（4）用示波器觀察某信號波形時(shí)，要達(dá)到以下要求，應(yīng)調(diào)節(jié)哪些旋鈕？①使波形清晰；②使波形穩(wěn)定；③改變所顯示波形的周期數(shù)；④改變所顯示波形的幅值。實(shí)驗(yàn)1.2  基爾霍夫定律和疊加原理的驗(yàn)證1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）驗(yàn)證基爾霍夫定律和疊加原理。（2）學(xué)習(xí)電壓表、電流表、萬用表等常用儀器、儀表的使用。2.預(yù)習(xí)要求（1）參考附錄，了解實(shí)驗(yàn)中所用的儀器儀表的工作原理、特性及使用方法。（2）根據(jù)圖1.2.2所示的給定參數(shù)，用基爾霍夫定律計(jì)算支路與回路的理論值。（3）根據(jù)圖1.2.3所示的給定參數(shù)，用疊加原理計(jì)算各支路的理論值。3.實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備4.實(shí)驗(yàn)原理1）基爾霍夫定律（1）基爾霍夫電流定律：任何時(shí)刻，任一節(jié)點(diǎn)所有支路電流的代數(shù)和恒等于零，即Σi＝0。（2）基爾霍夫電壓定律：任何時(shí)刻，沿任一回路內(nèi)所有支路或元件電壓的代數(shù)和恒等于零，即Σu＝0。2）疊加原理即多個(gè)獨(dú)立電源作用于線性電路中，任何一條支路中的電流（或任意兩點(diǎn)的電壓）都可以看成是由電路中各個(gè)電源（電壓源或電流源）單獨(dú)作用時(shí)，在該支路中所產(chǎn)生電流（或該兩點(diǎn)的電壓）的代數(shù)和。如圖1.2.2所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)使用雙路輸出的直流穩(wěn)壓源作為電壓源E1和E2，電源的內(nèi)阻很小，可忽略不計(jì)。3）電流插座和插頭的使用在DG013T的各實(shí)驗(yàn)電路中，提供有多個(gè)獨(dú)立的電流插座（一般標(biāo)為A），其原理如圖1.2.1所示。當(dāng)需要測量某一支路電流時(shí)，可利用串聯(lián)在被測電流支路上的電流插座，將與一個(gè)電流表相連接的電流插頭插入電流插座中，即將電流表接入電路中，電流流經(jīng)電流表測得所需支路電流。如將電流插頭撥出，就將電流表從該支路中取出，而該支路經(jīng)過電流插口仍保持導(dǎo)通。4）萬用表的使用方法萬用表可測量多種電量，雖然準(zhǔn)確度不高，但是使用簡單，攜帶方便，特別適用于檢查線路和修理電氣設(shè)備。萬用表有磁電式（指針式）和數(shù)字式兩種，如VC3010或VC3021指針式萬用表。（1）端鈕（或插孔）的選擇。①萬用表一般配有紅、黑兩種顏色的表筆，面板上也有紅、黑兩色端鈕或標(biāo)有“+”、“-”極性的插孔。使用時(shí)應(yīng)將紅表筆接紅色端鈕或插入標(biāo)有“+”號的插孔內(nèi)，黑表筆接黑色端鈕或插入標(biāo)有“-”號的插孔內(nèi)。②測電流時(shí)串連接入電路，測電壓時(shí)并連接入電路。測量直流時(shí)要注意正負(fù)極性，紅表筆接正極，黑表筆接負(fù)極。（2）轉(zhuǎn)換開關(guān)位置的選擇。①根據(jù)測量對象，將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至需要的位置上。例如，測量電壓，轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至電壓擋；測量電流，轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至電流擋。嚴(yán)禁在帶電測量時(shí)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)；嚴(yán)禁帶電測電阻。②合理選擇量程。決定測量范圍時(shí)，選擇較高量程。如果測量值不可預(yù)測，應(yīng)選最大范圍。測量電壓或電流時(shí)，應(yīng)使被測值落在量程的1/2～2/3范圍內(nèi)；測量電阻時(shí)，測量值應(yīng)盡量落在歐姆表中心值的0.1～10倍范圍內(nèi)。這樣讀數(shù)比較準(zhǔn)確。（3）機(jī)械調(diào)零和歐姆調(diào)零。用萬用表測量前，應(yīng)通過面板上的調(diào)零螺釘進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，以保證測量的準(zhǔn)確性。在測量電阻時(shí)，每轉(zhuǎn)換一次量程時(shí)，都要進(jìn)行歐姆調(diào)零。方法是將兩根表筆短接，如指針不在R＝0的位置上，則調(diào)整面板上的“零位歐姆調(diào)節(jié)”旋鈕，使指針指零。

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