电工电子学实验讲稿-12学时新.doc
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实验一、基尔霍夫定律和叠加原理的验证
一、实验目的
１、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
２、学会用电流插头，插座测量各支路电流的方法。
3、验证线性电路叠加原理的正确性，进一步加深对线性电路的叠加性的认识和理解。
二、实验器材
电工技术实验箱（ＤＪＢ－Ｉ型），万用表等。
三、实验原理与说明
1、基尔霍夫定律是电路的基本定律．测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。
2、叠加原理指出：
在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和．
四、实验步骤和内容
（一）验证基尔霍夫定律的正确性
１、实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图1-1中I1，I2，I3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。
２、分别将两路直流稳压电源（Ｅ１为１２Ｖ电源，Ｅ２为０～＋１２Ｖ可调直流稳压电源）接入电路，令Ｅ１＝１２Ｖ，Ｅ２＝６Ｖ。
３、熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至直流电流测量表的＂＋，－＂两端。
４、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。
（参考表格1-1）
实验表格1-1
被测值
I1（mA）
I2（mA）
I3（mA）
E1（V）
E2（V）
UDA（V）
UAB（V）
UAC（V）
计算值
测量值
相对误差
５、用直流电压表测量两路电源及电阻元件上的电压值并记录下来。
（参考表格1-1）
（二）验证线性电路叠加原理的正确性
１、按图2-1接线，Ｅ１为１２Ｖ直流稳压电源，Ｅ２为可调直流稳压电源，调至６Ｖ．
２、令Ｅ１单独作用时，将开关Ｓ１投向Ｅ１侧，开关Ｓ２投向短路侧，用直流电压测量表和直流电流测量表测量各支路电流及电阻元件两端的电压，数据记录表中（参考表格2-1）．
３、令Ｅ２单独作用时（将开关Ｓ１投向短路侧，开关Ｓ２投向侧）重复实验步骤２的测量和记录．
４、令Ｅ１和Ｅ２共同作用时（开关Ｓ１和Ｓ２分别投向Ｅ１和Ｅ２侧），重复上述的测量和记录．
实验参考表格2-1
测量
内容
E1（V）
E2（V）
I1（A）
I2（A）
I3（A）
UDA（V）
UAB（V）
UAC（V）
E1单独作用
E2单独作用
E1；E2共同作用
六、数据分析与思考题
1、根据实验数据，选定实验电路任一个结点和任一回路验证KCL，KVL的正确性？
对实验误差进行分析？
2、叠加原理中的E1和E2分别单独作用，在实验中应如何操作？
可否直接将不作用电源（E1或E2）直接置零（短路）？
3、根据数据说出你对此定理的理解和认识？
实验二、戴维宁定理实验（有源二端网络等效参数的测定）
一、实验目的
验证戴维宁定理的正确性，加深对该定理的理解；掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法．
二、实验器材
电工技术实验箱（ＤＪＢ－Ｉ型）
三、实验原理与说明
１、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源端口网络）．
戴维宁定理指出：
任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源代替，此电压源的电动势Ｅs等于这个有源二端网络的开路商业Ｕoc，其等效内阻Ro 等于该网络中所有独立源均置零（理想商业源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻．
２、有源二端网络等效参数的测量法
（1）开路电压，短路电流法：
在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压Uoc ，然后再将其输出短路，用电流表测其短路电流Isc ，则内阻为
（2）伏安法：
用电压表，电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示，根据外特性曲线求出斜率，则内阻为
用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值IN时的输出端电压值UN ，则内阻为
若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流．
***（3）半电压法
如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值．
***（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3-3所示：
零测量法原理是一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较，当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等是，电压表的读数将为＂０＂，然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路电压．
四、实验步骤和内容
１、电压，短路电流法测定戴维宁等效电路的Uoc 和Ro。
按图3-4（a）线路接入稳压电源Us 及可变电阻箱RL ，断开Ｋ，测量开路电压Uoc。
２、接通Ｋ测Isc，RL逆时针旋转到底（，RL=0），测IL=Isc。
由Ｒo=Uoc/Isc， 求出Ｒo，填入表格3-1中。
**３、负载实验
按图3-4（a）改变RL 阻值，测量有源二端网络的外特性，Ｋ接通旋转电位器在RL任意位置（即RL 分别为三个值），以及RL=0 和开路时，测量相应的Ｖ（RL 两端电压）和Ｉ（负载电流），填入表3-2中。
**４、测定有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的其它方法：
将被测有源二端网络内的所有独立源置零，（电流源Is 断开，电压源Us 短路），然后用伏安法或直接用万用表的欧姆档去测定负载RL开路后Ａ，Ｂ两点的电阻，此即为被测网络的等效内阻Ro 或称网络的入端电阻Ri。
**５、用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻Ro 及其开路电压Uoc ，线路及数据自拟表格。
五、实验相关图表
1、实验接线图3-1和3-22、实验接线图3-3
3、实验接线图3-4
4、实验表格3-1
UOC（V）
ISC（mA）
RO
5、实验表格3-2
RL
0
无穷大
V
I
六、数据分析与思考题
1、按各步骤要求填表。
2、写出实验报告。
（主要针对实验中出现的问题和个人认识写出相关材料）
实验三：
TTL门电路逻辑功能及测试
一、实验目的
1、熟悉门电路逻辑功能。
2、熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。
二、实验仪器及材料
1、器件；74LS00二输入端四与非门2片；74LS20四输入端双与非门1片
三、预习要求
1、复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。
2、熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。
四、实验步骤和内容
实验前按学习机使用说明先检查学习机电源是否正常。
然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc及地线不能接错。
线接好后经实验指导老师检查无误方可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源，接好线后在通电实验。
1、测试门电路逻辑功能
（1）选用双四输入与非门74LS20一只，插入面包板，按图5-1接线，输入端接S1~S4（电平开关输出插口），输出端接电平显示发光二极管（D1~Ds任意一个）。
（2）将电平开关按表1-1置位,分别测输出电压及逻辑状态。
2、用与非门组成其他门电路并测试验证.
（1）组成或非门.（自已画图并联接）
用一片二输入端四与非门组成或非门画出电路图,测试并填表1-2
（2）组成异或门
（ａ）将异或门表达式转化为与非门表达式.
（ｂ）画出逻辑电路图1-2
（c）测试并填表1-3
五、实验相关图表
1、实验接线图1-1实验接线图1-2
2、表格1-1
输入
输出
1
2
3
4
Y
Y电压（V）
H
H
H
H
L
H
H
H
L
L
H
H
L
L
L
H
L
L
L
L
3、实验表格1-2
输入
输出
A
B
Y
L
L
L
H
H
L
H
H
5、实验表格1-3
输入
输出
A
B
Y
Z
L
L
L
H
H
L
H
H
2、六、数据分析与思考题：
1、按各步骤要求填表并画出相应逻辑电路图。
2、写出实验报告。
（主要针对实验中出现的问题和个人认识写出相关材料）
实验四触发器
实验目的：
学会测试触发器逻辑功能的方法；
进一步熟悉RS触发器、集成JK触发器和、D触发器的逻辑功能及触发方式；
进一步熟悉数字电子技术实验箱中单脉冲和连续脉冲发生器的使用方法。
实验设备：
数字电子技术试验箱；万用表；导线；元器件
实验内容
1、基本RS触发器逻辑功能测试
利用数字电子技术实验箱测试由与非门组成的基本RS触发器（如图7-1）的逻辑功能
2、集成JK触发器逻辑功能测试
根据JK触发器的引脚排列及其输入端的状态组合。
所测功能表如下所示：
3、集成D触发器逻辑功能测试
根据D触发器的引脚排列及其输入端的状态组合。
所测功能表如上图所示：
4、实验结果分析
A：
基本RS触发器：
置0、置1、保持功能，有不定状态；低电平触发。
B：
JK触发器：
置0、置1、保持、计数功能，有低电平有效的直接置0、置1端；下降沿触发。
C：
D触发器：
置0、置1、保持、功能，有低电平有效的直接置0、置1端；上升沿触发。
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