电工学实验指导书上学期4个实验--2013.4.12

电工学实验指导书

湖南工业大学

电气与信息工程学院

目录

第一章：电工学实验

实验一叠加原理和戴维南定理 (3)

实验二电压源与电流源的等效变换 (9)

实验三 R、L、C串联谐振电路的研究 (14)

实验四电路元件交流阻抗频率特性 (18)

实验五一阶电路暂态过程的研究 (22)

实验六二阶电路暂态过程的研究 (28)

实验七单相照明电路及功率因数的改善 (32)

实验八三相交流电路电压、电流和相序的测量 (36)

第二章：模电和数电实验

实验一示波器的使用 (42)

实验二晶体管单管放大电路 (48)

实验三多级放大负反馈电路、射极跟随电路 (55)

实验四差动放大电路 (59)

实验五集成运算放大器的基本运算电路 (64)

实验六串联型晶体管稳压电源 (70)

实验七集成稳压电路 (75)

实验八组合逻辑电路的设计与测试 (82)

实验九集成电路计数器、译码和显示 (88)

第一章电工学实验

实验一、叠加原理和戴维南定理

叠加原理验证：

一、实验类型

验证型实验

二、实验目的

（1）通过实验来验证线性电路中的叠加原理以及其适用范围。

（2）学习直流仪器仪表的测试方法。

三、实验原理

几个电动势在某线性网络中共同作用时（也可以是几个电流源共同作用，或电动势和电流源混合共同作用），它们在电路中任一支路产生的电流或在任意两点间的所产生的电压降，等于这些电动势或电流源分别单独作用时，在该部分所产生的电流或电压降的代数和，这一结论称为线性电路的叠加原理。

如果网络是非线性的，叠加原理不适用。图1-1的电路含有一个非线性元件（稳压管），叠加原理不适用，如果将稳压管换成一线性电阻，则可以运用叠加原理。

本实验中，先使电压源和电流源分别单独使用，测量各点间的电压和各支路的电流，然后再使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、仪器设备和元器件

五、实验内容及步骤

1、按图1-1接好实验电路R1、R

2、R

3、R

4、R5均用电路实验单元中的多功能实验网络上的元件，电路实验单元自由区接插相应元器件，接线时稳压、稳流源应先全部置零。

图1-1

2、调节可调稳压、稳流源上的稳流源，使电流源输出为15mA，且在实验中应保持此值不变。再调稳压源，使输出电压为10V，在实验中也保持此值不变。

3、验证叠加原理

（1）按图1-1接好实验电路。

（2）电压源E单独作用：测出各支路两端的电压U AD、U DC、U BD、U AC和支路电流I AC的值，注意仪表量限和测量值的符号，所测数据记入表1-1。

（3）电流源Is单独作用：测出各支路两端的电压U AD、U DC、U BD、U AC和支路电流I AC的值，所测数据记入表1-1。

（4）电压源E和电流源Is共同作用：测出各支路两端的电压U AD、U DC、U BD、U AC和支路电流I AC的值，所测数据记入表1-1。

4、验证非线性元件不适用叠加定理

上图1-1中AC支路的线性电阻R4用稳压管代替，按步骤3，重复测量各支路电流和电压，与替代前的数值进行比较，数据记入表1-2中。

六、实验结果

七、实验注意事项

（1）稳流源不应开路，否则它两端正电压会很高。

为安全起见，在断开I

S 前，先用一短线将I

S

短接，然后断开I

S

。

（2）稳压源不应短路，否则电流会过大。

八、预习及思考

（1）与稳流源I

S

串接的510Ω电阻如果换成1kΩ，对电路中各支路电流有何影响？试用实验测试证实。

（2）在进行叠加实验时，对不起作用的稳压源和稳流源应如何处理？如果它们有内电阻或内电导，则应如何处理？

九、实验总结报告

（1）根据图1-1所示元件数值计算本实验电路中（步骤3的线性电路）U

AC

的数值，与实验结果进行比较。

（2）小结对叠加原理的认识。

戴维南定理验证

一、实验类型

验证型实验

二、实验目的

(1) 用实验来验证戴维南定理。

（2）学习线性有源一端口网络等效电路参数的测量方法。

三、实验原理

任何一个线性网络，如果只研究其中的一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作一个含源一端口网络。而任何一个线性含源一端口网络对外部电路的作用，可用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势E

S

等于这个含源一端

口网络的开路电压U

K ，其等效内阻R

S

等于这个含源一端口网络中各电源均为零时

（电压源短接，电流源断开）无源一端口网络的入端电阻。这个结论就是戴维南定理。

四、仪器设备和元器件

五、实验内容及步骤

1、测出含源一端口网络的端电压U

AB 和端电流I

R

，并绘出它的外特性曲线U

AB

=f

（I

R

）

(1)、按1-3(a)图接好实验电路。(用电路实验单元中的多功能实验网络中元件)，负载电阻R用精密可调电阻上的可变电阻。

（2）调节可调稳压、稳流源的直流电流源，使其输出电流为15mA。再调节直流电压源，使其输出电压为10V。

（3）改变负载电阻R，对每一个R 值，测出各对应的U

AB 和I

R

值，记入表1-3。

要特别注意：要测出R=∞（此时测出的U

AB 即为A、B端开路电压U

K

）和R=0（此

时测出的电流即为A、B端短路时的短路电流I

R ）时的电压和电流，作出U

AB

=f(I

R

)

曲线。