电工电子技术实验指导书Word文档下载推荐.docx
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五、仪器仪表介绍
（一）仪器简单介绍
1.实验台部分
（1）接通三相四线电源，实验台左上方电源输入提示灯亮，漏电断路器向上打，设备即进入工作状态。
（2）三相输入电压有指示，转动换相开关即可观察三相电压相位情况。
（3）双路直流稳压稳流电源（受开关3控制），每路电压0~30V连续可调，采用多圈电位器调节，可方便、准确调节。
（4）函数发生器，其输出频率有Hz表指示，基本误差小于5%，频率选择粗调有五档。
并有细调，实验中需适当调节。
正弦波输出幅值也有表指示，根据实际要求调节幅值（注：
函数发生器受开关1控制）。
（5）脉冲源：
使用时只需按动按钮就可在对应输出端得到一对正负脉冲。
（6）0~240V连续可调交、直流电源，有表头指示，顺时针调输出电压上升，逆时针调节，输出电压下降。
实验结束后应把电压调到最小。
2.实验台面
实验台面上有通用实验底板，实验时根据电路的特点合理选择位置插入元件盒，元件盒插入拔出时要轻、慢，大的元件需用双手垂直插拔。
（二）万用表的使用方法
目前的万用表分为指针式和数字式，它们各有方便之处。
万用表一般有三个基本功能，它们是测量电阻、电压、电流，所以老前辈们叫它三用表。
现在的万用表添加了好多新功能，尤其是数字式万用表，如测量电容值，三极管放大倍数，二极管压降等，更有一种会说话的数字万用表，能把测量结果用语言播报出来。
指针式万用表由磁电系测量机构（即表头）、测量电路和转换开关组成。
切换转换开关档位，可改变万用表内部测量电路的结构。
从而能测量不同量程的上述讲的各量。
万用表的型式虽有多种，但它们的结构基本相似，使用方法也基本相同，本实验以500型万用表为例介绍万用表的使用方法。
500型万有表面板上有刻度、两个转换开关，还安装有机械零位调整螺丝、欧姆调零电位器和标有（+）、（*）的测量插孔。
它共有二十四个测量量限，其中有5个直流电流档位、6个直流电压档、5个交流电压档、5个电阻档。
面板上有刻度线4条。
1．万用表面板标记符号的意义
Ω：
直流电阻刻度；
：
交直流电压、直流电流刻度；
dB：
音频电平刻度；
10
：
交流10V档专用刻度；
带半导体整流器的磁电式仪表；
45~1000Hz：
万用表可测正弦交流电压的频率范围；
仪表水平放置标志。
2．500型万用表各档的基本工作原理和使用方法
（1）直流电流的测量
表头与分流电阻并联，就可构成多量程电流表。
测量电流的步骤是：
A、首先估计被测电流的大小，选择合适的量程；
B、测量：
将万用表串联在被测电路中，注意电流的流向，电流应从红表笔流进行，黑表笔流出。
C、读数：
直流电流表的读数从表盘上的第二条刻度线上读，其大小等于量程除以50然后再乘以指针所指刻度的小格数。
如：
转换开关一个指向A，另一个指向100mA，表头指针在刻度线的30格处，则些时的电流读数为（100/50）*30=60mA。
（2）直流电压的测量
我们知道，几个电阻串联在电路中可以起到分压作用。
那么万用表的电压档就是利用表头与分压电阻串联来构成多量程电压表的。
测量直流电压的步骤是：
A、首先估计被测电压的大小，选择合适的量程；
将万用表并联在被测电路上，注意电压的极性，红表笔接被测电压的高电位端，黑表笔接低电位端。
C、读数：
直流电压也是从表盘上的第二条刻度线上读，其大小也等于量程除以50然后再乘以指针所指刻度的小格数。
转换开关一个指向V，另一个指向10V，表头指针在刻度线的30格处，则些时的电流读数为（10/50）*30=6V。
（注意：
10V直流档读第二条刻度线）
（3）交流电压的测量
测量交流电压时，磁电式仪表必须采用整流电路，500型万用表采用并联方式的二极管半波整流电路。
表头是流过的正弦半波电流的平均值。
表盘刻度已折算为正弦交流电的有效值。
因此，万用表只能测量正弦交流电压且其频率范围在45~1000Hz之间。
测量方法与直流电压档基本相同，只是两表笔不用再分极性。
所测交流电压在10V以上时读数和直流电压表一样。
由于二极管的非线性影响，在测量小于10V的交流电压时，万用表特设一条刻度线（第三条），在测量较低的交流电压时，应读此线。
以免引入读数的误差。
（4）直流电阻的测量
万用表测量电阻时，表内配有电池，因此，对于外测电路而言，万用表可等效为一个电压源。
其中黑表笔对应的是内部电池的正极，红表笔对应的是内部电池的负极。
电阻的测量步骤是：
A、首先估计被测电阻的大小，选择合适的量程；
B、欧姆调零：
将两表笔短接，调节欧姆调零电位器，使表头指针指到此为0（满偏）。
C、测量：
将万用表并联在被测电阻上（被测电阻不能带电），观察指针的偏转情况，尽量使指针指到中间位置，太大或太小时要换量程，要重新调零。
D、读数：
直流电压也是从表盘上的第一条刻度线上读，其大小也等于量程乘以指针所指刻度的读数。
使用电阻档时，应注意以下两点：
第一，不允许带电测量，只有在电路脱离电源、电路中的电容放过电的情况下，才允许使用电阻档测量电路中的电阻，否则有可能会损坏电表。
第二，先调零后测量，为使测量准确，测量电阻值之前，先将两表笔短接，调节欧姆调零电位器，当指针在0处时，方可进行测量，且每一换档后，都要进行调零。
注意事项：
万用表使用时应该水平着放。
红表笔插在+孔内，黑表笔插入-孔内。
测试电流就用电流档，而不能误用电压档、电阻挡，其他同理，否则轻则烧万用表内的保险丝，重则损坏表头。
事先不知道量程，就选用最大量程尝试着测量，然后断开测量电路再换档，切不可在线的情况下转换量程。
有表针迅速偏转到底的情况，应该立即断开电路，进行检查。
最后还有一个规矩，就是约定用完后的万用表要把量程开关拨到空档，以防别人不慎测量220V市电电压而损坏。
六、实验内容
1．测电阻
按下表从储存板上取出几个标称值不同的电阻，用万用表分别测出其大小。
标称值
100Ω
200Ω
1KΩ
100KΩ
测量值
2．测直流电压
调节直流电压表，使电源表头上的指示为表中数值。
用万用表分别测出其大小，填入测量值栏。
电源表头指示
2V
5V
8V
12V
万用表测量
3用万用表的交流电压档测量实验台上的3~24V低压交流电源。
电源量程位置
3V
6V
9V
15V
实验二直流电路的电位测量
1.明确电路中电位和电压的意义及其相互关系；
2.了解参考点与电位的关系，理解电位的单值性和相对性；
3.熟悉测量电路中各点电位的方法。
二、实验原理
1.参考点
电路中的参考点是任意选取的，实际中大部分选取公共点作为参考点，公共点的电位一般都认为0V，以公共点的电位作为标准，其余各点的电位的大小才能比较出来。
2.电位的单值性与相对性
当电路中的参考点选定后，各点的电位就有一个固定的值，这就是电位的单值性，若参考点不同，各点的电位也不同，这就是电位的相对性。
也就是说，电路中电位的大小随参考点的选择不同有可能发生变化。
但任何两点间的电位差（即电压）与参考点的选取无关。
要注意的是：
在同一电路中，每次测量只能选取一个参考点。
3.用电压表测量电位
用电压表测量某一点的电位时,首先要选择好参考点,然后将电压表接在被测点和参考点之间,电压表的读数即为被测点相对于参考点的电位的数值。
其电位的正、负由电压表的极性来判断，若电压表的负端接于参考点时，那么被测点的电位为正；
相反，若电压表的正端接于参考点时，被测点的电位为负。
4.电位的升高与降低
电阻上电位是顺着电流的方向降低，有电源的地方若电动势的方向与电流的方向一致，则电位沿电流方向升高，若电动势方向与电流方向相反，则电位沿电流方向降低。
5.等位点
电路中若有些接线点的电位是相同的，则称这些点为等位点。
若用导线把等位点连接起来，导线中不会有电流流过，同时也不影响其他各点的电位的高低和电压、电流的大小。
6.电压与电位的关系
电压是指电路中任意两点之间的电位差，其大小极性与参考点的选取无关，一旦电路组成成，它是确定的。
2.50mA电流表
3.500型万用表
四、实验器材
1.电阻100Ω×
1
2.电位器1KΩ×
五、实验电路
图
（1）直流电路的电位测量
六、实验步聚及内容
1.用伏安法测电阻
（1）根据电路图
（1）连线,正确无误后，接上电源，用万用表直流电压档在路监测电路中的电压E=10V。
（2）调节电位器RP，使Ucd=5v，从电流表中读出电路中的电流I，用万用表直流电压档测出U1、U2和U3的大小，记入下表中，并根据欧姆定律计算出R1、Rbc和Rcd的值，填入表中。
项目
测量结果
计算值结果
I（mA）
U1（V）
U2（V）
U3（V）
R1（Ω）
Rbc（Ω）
Rcd（Ω）
数值
2.测电位
（1）以a点为参考点，测出a、b、c、d各点电位（注意极性），填入表中。
（2）以b点为参考点，测出a、b、c、d各点电位（注意极性），填入表中。
（3）以c点为参考点，测出a、b、c、d各点电位（注意极性），填入表中。
（4）以d点为参考点，测出a、b、c、d各点电位（注意极性），填入表中。
测量电位
测量电压
Va（V）
Vb（V）
Vc（V）
Vd（V）
Uab（V）
Ubc（V）
Ucd（V）
以a点为参考点
以b点为参考点
以c点为参考点
以d点为参考点
七、注意事项
1.连接电路时,电位器接在电路中的是固定部分,不能把可调部分接在电路中，否则当会引起电路中的电流可能超过电流表头。
2.在连接电路时，注意直流电流表的极性不要接反。
3.在做实验前，要用万用表在路监测电源电压。
在测电位时，注意表笔所接的位置。
八、实验报告要求
1.整理实验数据填写入表中，把实验数据与理论计算值进行比较，分析产生误差的原因。
2.根据表中的数据，分析电压与电位与参考点之间的关系。
九、思考题
1.电压与电位有什么区别？
两点间的电压为0，它位的两位是否也为0？
2.在电路中，是否一定要选地作为参考点？
3.不等电位点用导线连接后，导线两端没有电压，电流是否存在？
可举例说明。
实验三基尔霍夫定律的验证
一、实验目的
1.验证基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律；
2.加深对参考方向的理解；
3.加深对电路基本定律的理解。
二、实验原理
基尔霍夫第一定律（节点电流定律）指出：
流入节点（或闭合面）的电流的代数和等于0，即∑I=0；
或流入节点（闭合面）的电流等于流出该节点（闭合面）的电流，即∑Ii=∑IO。
基尔霍夫第二定律（回路电压定律）指出：
沿电路任一闭回路绕行一周，各段电压降的代数和为0，即∑U=0；
或任一闭合回路中所有电源电动势的代数和等于该回路中所有电阻上电压降的代数和，即∑E=∑（IR）。
它是电压与路径无关的反映。
电源、电动势和各段电压的参考方向与绕行方向一致者取正号，相反者取负号。
2.50mA电流表×
3
1200Ω×
1300Ω×
五、实验电路
图
（1）基尔霍夫定律实验电路
六、实验步骤及内容
1.按图
（1）正确连接电路,其中E1=10V,R1取100Ω,R2取200Ω,R3取300Ω。
三个电流表的量程均为50mA。
2.调节双路直流稳压电源，先调E1=10V的电源，并用万用表在路监测，再调E2=5V的电源，同样用万用表监测。
注意三个电流表头的指针偏转情况，若反偏，应立即断开电源，将其极性调整。
（根据理论计算，图中的参考方向与实际方向一致）
3.如果一切正常，这时可以从三个电流表中读出数值，注意参考方向与实际方向是否一致，把读的数值前加上相应的正、负号。
，计算流进（或流出）节点B的电流的代数和∑I。
结果填入表中。
4.将万用表调至直流电压档位置，分别测出三个电阻R1、R2、R3上的电压U1、U2和U3（注意极性，参考方向是否与实际方向一致）结果填入表中。
5.根据测量结果计算出回路ABDA、回路BCDB和回路ABCDA的电压降的代数和。
E1
E2
I1
I2
I3
∑I
U1
U2
U3
环路ABDA
∑U
环路BCDB
环路ABCDA
6.根据表中测得的结果，来验证基尔霍夫第一和第二定律。
如果有误差，分析误差产生的原因。
1.注意电路连接，正确无误后方可加上两路电源。
2.因为两路电源有可能相互干扰，所以两路电源要用万用表在线监测。
3.注意电流表的偏转情况，不能反偏。
4.若调节直流稳压电源的稳压调节,而稳压电源的电压表头不动（即调不上去）,这时可将对应的那路电源的稳流调节稍微调大一些（注意不要调到最大）,这样电压就可以调上去了。
2.根据表中的数据，验证定律。
实验四叠加定理的验证
1.验证线性电路的叠加定理；
3.加深对电路基本定理的理解。
叠加定理指出：
在有多个独立电源作用的线性电路中，任一支路的电源（或电压）等于各电源单独作用时，在该支路中所产生的电流（或电压）的代数和。
当其中的一个电源单独作用时，其它电源应按零值处理，但必须保留其内阻。
当实际电源（如电池、发电机、稳压电源）的内阻很小时，去掉电源，该处可用导线短接。
若是电流源，由于电流源的内阻很大，可用开路代替。
五、实验电路
图
（1）两电源E1、E2共同作用时的电路图
图
（2）E1单独作用时的电路图
图（3）E2单独作用时的电路图
1.按图
（1）正确连接电路，调两路电源使E1=10V、E2=5V（用万用表在路监测）。
当三个电流表的读数均正常时，读出三个电流I1、I2、I3，然后用万用表测出U1、U2、U3。
（此结果是E1、E2共同作用时的结果）
E1、E2共同作用
2.当E1单独作用时，先关闭电源，根据图
（2）正确连接，即把E2电源去掉，用导线代之。
开启电源，用万用表监测E1是否正常，若不是10V，可调直流稳压电源，使其调到10V（以万用表为准）。
若正常，从三个电流表中读出I1′、I2′、I3′，用万用表测出U1′、U2′、U3′填入表中。
3.当E2单独作用时，关闭电源，根据图（3）正确连接，即把E1电源去掉，用导线代之。
并把电流表相应的极性按电路图中所标做出调整。
然后开启电源，用万用表监测E2是否正常，若不是5V，可调直流稳压电源，使其调到5V（以万用表为准）。
若正常，从三个电流表中读出I1″、I2″、I3″，用万用表测出U1″、U2″、U3″填入表中。
R1中电流
R2中电流
R3中电流
R1上电压
R2上电压
R3上电压
E1作用
I1′
I2′
I3′
U1′
U2′
U3′
E2作用
I1″
I2″
I3″
U1″
U2″
U3″
叠加结果
4.根据测量的结果，来验证叠加定理。
如果有误差，分析产生的原因。
1.注意电路连接，正确无误后方可加上电源。
4.叠加定理中,参考方向已标定,三个电路中的要一致,测量的数值的大小,要根据其参考方向与实际方向是否一致来确定其极性。
1.整理实验数据填写入表中，把实验数据与理论计算值进行比较，分析产生误差的原因。
2.根据表中的数据，验证叠加定理。
实验五戴维南定理的验证
1.验证戴维南定理；
2.加深对有源二端网络的理解；
戴维南定理指出：
由线性元件组成的任何有源二端口网络，可以用一个等效电源代替，等效电源的电动势E0等于该二端口网络的开路压，其内阻R0等于该二端口网络中所有独立电源为零时，但保留其内阻时从输出端看进去的等效电阻。
2200Ω×
2.电位器470Ω或1KΩ
图
（1）等效前的电路
图
（2）测量RO的一种电阻图（3）等效后的电路
1.按图
（1）正确连接电路，其中R1取100Ω,R2取200Ω,R3取300Ω。
电流表的量程为50mA。
2.闭上开关S，调直流电源使E=10V（用万用表在路监测）。
测出对应的电流I和RL上的电压URL。
3.断开开关S，用万用表测出EO。
4.去掉电压源，按图
（2）改接电路，用万用表的电阻档测出RO。
5.按图（3）正确连接电路，调节电位器RP使其接入电路中的电阻等于RO，调节稳压电源，使其输出电压为EO，接通电源，读出对应的电流I′和URL′。
I
URL
EO
RO
I′
URL′
6.将实验结果进行比较，从而来验证戴维南定理。
7.测试等效内阻的方法还有哪几种？
留给读者去思考。
1.测电阻时，注意要选择合适的档位，万用表要欧姆调零。
2.注意万用表的使用，测电压和测电阻时，要注意档位的转换。
八、思考题
1.戴维南等效电路的内阻的测试有几种方法？
2.实际测试结果与理论计算的误差是什么原因引起的？
实验六日光灯电路及功率因数的提高
1.了解日光灯电路的工作原理；
2.学会安装日光灯；
3.了解提高电路功率因数的意义和方法。
1.日光灯的组成及工作原理
日光灯又称荧光灯，由灯管、镇流器和启辉器三部分组成。
其电路如图
（1）所示。
图
（1）日光灯的组成电路图
日光灯管是一根充有少量水银蒸气的细长玻璃管，管内涂有一层荧光物质，灯管两端各有一组灯丝，灯丝上涂有易使电子发射的金属氧化物。
日光灯的镇流器是一个具有铁芯的电感线圈，它应与之相应规格的灯管配套使用。
日光灯的启辉器也称日光灯继电器，它在日光灯电路中起自动开关的作用。
启辉器的小玻璃泡内有两个电极，一个为静触点，另一个为倒U型双金属片构成的动触点，双金属片在热膨冷缩时具有自动开关的作用。
在两电极上并联有一个小的电容，主要用于消除日光灯在启动时对附近无线电设备的干扰。
日光灯发光的工作过程如下：
在图
（1）电路中，当电源接通时，电源电压全部加在启辉器两端（此时日光灯还没有点亮，在电路中相当于开路），启辉器两电极间产生辉光放电，使双金属片受热膨胀而与静触点接触，电流经镇流器、灯丝、启辉器构成通路给灯丝预热。
经过几秒钟后，由于启辉器的两个电极接触，上面的压降变低，使辉光放电停止。
双金属片冷却使两电极分离。
在电极分离的一瞬间，电流被突然切断，于是在镇流器的两端产生较高的自感电动势（可达400~600V），这个电动势与电源电压共同加在已预热的灯丝间，使灯丝发射大量电子，并使管内气体电离而放电，产生大量的紫外线激发荧光物质发出近似日光的光线来。
因此称为日光灯，又称荧光灯。
日光灯点亮以后，灯管近似为一个纯电阻。
由于镇流器与日光灯管串联，它具有较大的感抗，所以又能限制电路中的电流，维持日光灯管的正常工作。
日光灯正常工作后，灯管两端的电压较低，不会使启辉器再动作。
2.日光灯正常工作时的等效电路
日光灯点亮以后，这时的日光灯电路可等效为图
（2）所示的电路。
我们通过测量镇流器和灯管两端的电压，可以观察电路中各电压的分配情况。
图
（2）点亮后的等效电路图
3.由于镇流器的感抗较大，日光灯电路的功率因数是比较低的，通常在0.5左右。
过低的功率因数对供电和用户来说都是不利的，一般可以用并联合适的电容器来提高电路的功率因数。
1.单相自耦变压器（0~240V可调）
2.万用表
3.电流表头500mA
1.日光灯座
2.启辉器座
3.镇流器
4.日光灯管
5.启辉器
6.电容2μF
图（3）日光灯实验电路图
1.日光灯的连接与测量
（1）按图（3）正确连接电路，电流表选用交流500mA。
（2）调节自耦变压器使其输出的电压为220V（日光灯额定电压），（注意：
0~240V输出的电压中，有交流
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