电工电子技术实验指导书新100518

《电工电子》实验指导书海南经贸职业技术学院二○一○年三月十二日实验一 万用表的使用——直流电压、直流电流和电阻的测量一、实验目的1.学会对万用表转换开关的使用和标度尺的读法，了解万用表的内部结构；2.学会较熟练地使用万用表正确测量直流电和直流电流；3.学会较熟练地使用万用表正确测量电阻。

二、实验器材1.万用表 一块2.面包板 一块3.恒压电压源 一台4.导线 若干根5.电阻 若干只三、实验内容及步骤图1-11.电阻的测量（1）未接成电路前分别测量图1-1电路的各个电阻的电阻值，将数据记录在表1；再按图1-1所示连成电路，并将图中各点间电阻的测量和计算数据记录在表2中，注意带上单位。

表1-1电阻测量2.直流电流、电压的测量开启实训台电源总开关，开启直流电源单元开关，调节电压旋钮，对取得的直流电源进行测量，测量后将数据填入表1-2中。

2 U S 2万用表：主要用来测量交流直流电压、电流、直流电阻及晶体管电流放大位数等。

现在常见的主要有数字式万用表和机械式万用表两种。

（1）数字式万用表在万用表上会见到转换旋钮，旋钮所指的是次量的档位：V～：表示的是测交流电压的档位V- ：表示的是测直流电压档位MA ：表示的是测直流电压的档位Ω(R)：表示的是测量电阻的档位HFE ：表示的是测量晶体管电流放大位数万用表的红笔表示接外电路正极，黑笔表示接外电路负极。

优点：防磁、读数方便、准确（数字显示）。

（2）机械式万用表机械式万用表的外观和数字表有一定的区别, 但它们俩的转挡旋钮是差不多的,档位也基本相同。

在机械表上会见到有一个表盘，表盘上有八条刻度尺：标有“Ω”标记的是测电阻时用的刻度尺标有“～”标记的是测交直流电压.直流电流时用的度尺刻标有“HFE”标记的是测三极管时用的刻度尺标有“LI”标记的是测量负载的电流.电压的刻度尺标有“DB”标记的是测量电平的刻度尺（3）万用表的使用数字式万用表：测量前先打到测量的档位，要注意的是档位上所标的是量程，即最大值；机械式万用表：测量电流、电压的方法与数学式相同，但测电阻时，读数要乘以档位上的数值才是测量值。

例如：现在打的档位是“×100”读数是200，测量传题是200×100=20000Ω=20K，表盘上“Ω”尺是从左到右，从大到小，而其它的是从左到右，从小到大。

（4）注意事项调“零点”(机械表才有)，在使用表前，先要看指针是指在左端“零位”上，如果不是，则应小改锥慢慢旋表壳中央的“起点零位”校正螺丝，使指针指在零位上。

万用表使用时应水平放置(机械才有)，测试前要确定测量内容，将量程转换旋钮旋到所示测量的相应档位上，以免烧毁表头，如果不知道被测物理量的大小，要先从大量程开始试测。

表笔要正确的插在相应的插口中，测试过程中，不要任意旋转档位变换旋钮，使用完毕后，一定要将不用表档位变换旋钮调到交流电压的最大量程档位上。

测直流电压电流时，要注意电压的正、负极、电流的流向，与表笔相接 (时)正确，千万不能用电流档测电压。

在不明白的情况下测交流电压时，再好先是从大的挡位测起，以防万一。

实验二 叠加原理一、实验目的1.学习直流电压表、电流表的测量方法，加深对参考方向的理解；2.通过实验来验证线性电路中的叠加原理以及其适用范围；3.熟悉电工学实验台的使用以及电路的接线方法。

二、实验器材1.面包板 一块2.直流稳压电源 两台3.万用表 一块4.电阻 三个5.导线 若干根三、实验原理简述1.参考方向：参考方向并非一抽象概念，它有具体的意义。

例如，图2-1为某网络中一条支路AB 。

在事先并不知道该支路电压极性的情况，如何测量该支路的电压U 呢？电压表的正负极是分别接在A 端和B 端，还是相反？因此，首先假定U 方向由A 到B ，这就是U 的参考方向。

那么，电压表正极和负极分别接A 和B 端，电压表指针若顺时针偏转，则读数为正，说明参考方向与真实方向一致。

反之，读数为负，说明参考方向与真实方向相反。

显然，测量该支路电流时，与测量电压时情况相同。

图2-12.叠加定理：有n 个激励源（电压源或电流源）共同作用在线性电路中，它们在电路中任一支路产生的电流(或电压)等于各个激励源单独作用时在该支路所产生的电流(或电压)的代数和。

这一结论称为线性电路的叠加原理。

仅一个激励源作用时，响应正比于激励源——齐性原理。

如果电路是非线性的，叠加原理不适用。

图2-2的电路如果含有一个非线性元件，如非线性电阻、稳压管等，则叠加原理不适用。

图2-2本实验中，先使电压源和电流源分别单独作用，测量各支路的电压和各支路的电流，然后再使用电压源和电流源共同作用，测量各点间的电压和各支路的电流，验证是否满足叠加原理。

四、实验内容及步骤2S 2 2 2 S 21.实验电路连接及参数选择实验电路如图2-2所示。

电路由R1、R2 和R3 组成的T型网络实验线路及直流电压源U S1 和U S2 构成线性电路。

在面包板上按图2-2所示电路选择电路参数并连接电路。

参数数值及单位填入表2-1。

2.叠加原理的验证（1）调节稳压电源输出电压U S1、U S2。

（2）在两个电压源单独作用以及共同作用下分别测试出各支路电流和电压值，填入表2-2（参考方向见图2-1）。

（3）根据实测数据验证叠加原理。

表2-2 验证叠加原理（U S1= V，U S2= V）1.了解实验内容及实验操作方法（电源单独作用以及共同作用的操作方法，测量值以及正负号问题）。

2.根据给定的T型网络及电源，计算每个理论值。

六、注意事项1.测量前应正确选择电表量程。

2.实测的电流和电压数据应根据给定的参考方向冠以正号和负号。

实验三 戴维南定理一、实验目的1.加深对戴维南定理的理解；2.学习有源二端网络等效电动势和等效内阻的测量方法；3.熟悉稳压电源、数字万用表的使用；二、实验器材1.数字万用表 一块2.直流稳压电源 两台3.电阻 若干只4.导线 若干根5.面包板 两块三、实验原理简述任何一个线性有源二端网络都可以用一个电动势为E 、内阻为R 0 的等效电压源代替。

如图3-1所示。

等效电压源的电动势E 就是有源二端网络的开路电压U OC ，如图3-2（a ）所示。

等效电压源的内阻R O 就是有源二端网络除源后（有源二端网络变为无源二端网络）两端之间的等效电阻，如图3-2（b ）所示。

除源是指将原有源二端网络内所有电源的作用视为零，即将理想电压源视为短路、理想电流源视为开路。

（a ）原电路 （b ）戴维南等效电路图3-1 戴维南等效电路（a ）开路电压 （b ）等效电阻图3-2 等效量的求解在电路分析中，若只需计算某一支路的电流和电压，应用戴维南定理就十分方便。

只要将该待求支路划出，其余电路变为一个有源二端网络，根据戴维南定理将其等效为一个电压源，如图4-1（b ）所示。

只要求出等效电压源的电动势E 和内阻R O ，则待求支路电流即为LR R EI +=四、实验内容和步骤1.实验电路连接及参数选择实验电路如图3-3所示。

由R 1、R 2 和R 3 组成的T 型网络及直流电源U S 构成线性有源二端网络。

可调电阻箱作为负载电阻R L 。

图3-3 验证电路在实验台上按图3-3所示电路选择电路各参数并连接电路。

参数数值及单位填入表3-1中。

根据图3-3给出的电路及实验步骤1 所选择参数计算有源二端网络的开路电压U OC、短路电流I SC 及等效电阻R O 并记入表3-2中。

图3-4测开路电压U OC 图3-5 测短路电流I SC （1）开路电压U OC 可以采用电压表直接测量，如图4-4所示。

直接用万用表的电压档测量电路中有源二端网络端口（N-P）的开路电压U OC，见图3-4，结果记入表3-2中。

（2）等效内阻R O 的测量可以采用开路电压、短路电流法。

当二端网络内部有源时，测量二端网络的短路电流I SC，电路连接如图4-5 所示，计算等效电阻R O= U OC/ I SC，结果记入表3-2中。

表3-2 开路电压、短路电流及等效电阻R O 实验记录4.验证戴维南定理、理解等效的概念（1）测量原有源二端网络外接负载时的电流、电压将图3-3的原有源二端网络外接负载R L，测量R L 上的电流I L 及端电压U L，结果记入表3-3中，并与前一步实验结果进行比较，验证戴维南定理。

（2）测量戴维南等效电路外接同样负载时的电流、电压①组成戴维南等效电路根据表3-3的实验数据，调节稳压电源输出电压值E，使E=U OC，调节一个可调电阻箱，使其阻值为R O，查阅表3-1中作为负载R L 的阻值，用另一个可调电阻箱作为负载R L，组成如图3-1（b）所示戴维南等效电路。

②测量戴维南等效电路负载电阻R L 上的电流I L 及端电压U L，结果记入表3-3中。

表3-3验证戴维南定理1．根据图3-3 所示电路及参数，计算U OC、I SC、R O，填入表3-2 中。

2．用开路电压、短路电流法测量等效电阻时，能否同时进行开路电压和短路电流的测量？为什么？六、注意事项1.测量电流、电压时都要注意各表的极性、方向和量程。

测量时与各电量的理论计算值进行比较，以保证测量结果的准确。

2.做实验前注意观察实验台面板图，记录有关电源、电阻的参数，并画出本实验所需电路的接线图。

七、实验报告要求1.根据实验数据，验证戴维南定理。

2.分析产生误差的原因实验四示波器的使用一、实验目的1.了解示波器的基本测量原理，掌握示波器各主要开关和旋钮的使用方法；2.掌握用示波器测量电压幅值、周期和相位差的方法；；3.学习利用比较法测量电信号。

二、实验器材1.示波器一台2.函数信号发生器一台三、实验原理简述正弦交流信号、方波信号和脉冲信号是常用的信号。

它们可以由函数信号发生器提供。

信号发生器可提供三种典型信号波形。

一般需调节以下波形参数：①信号波形；②信号频率；③信号源输出幅度。

正弦信号的主要参数是振幅U m、周期T 或频率f和初相位。

脉冲信号的主要参数是其幅度、脉冲重复频率f 和脉宽。

示波器是现代测量中常用的仪器之一，它能够直观地观察被测信号的真实波形，直接测量信号幅度、周期和时间，并能同时显示几个信号进行比较测量，如图4-1 所示。

从示波器荧光屏可以直接观察电信号的波形，从荧光屏前刻度尺的Y 轴可读取信号的振幅或峰峰值。

从刻度尺的X 轴可读取被测信号的周期和脉宽，从而计算出频率。

利用双踪示波器还可以观测相位差。

1．信号电压的测量(1)直流电压的测量将示波器的输入耦合方式选择开关置于“⊥”位置，使扫描线与X 轴刻度尺重合(或重台于屏幕下方的某横线)，以此确定为零电位的位置。

然后将输入耦合方式选择开关置于“DC”位置，待测直流电压直接输入Y 轴输入端(有时通过Y 轴输入探头接到Y 轴输入端)，调节偏转因数(Y 偏转灵敏度的倒数称为偏转因数)“v／div”(或“V/div”)开关，使屏光屏上的一条扫描线沿Y 轴方向偏移，读出两条扫描线之间的距离。