《电工电子学》实验指导书(2014修订版)

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1、《电工电子学》实验指导书信息学院实验中心2014年3月-37-目录实验一电路基本定律-2-实验二　RC一阶电路响应测试-6-实验三三相交流电路-9-实验四三相异步电动机的控制-12-实验五共射极单管放大电路-15-实验六集成运算放大器-19-实验七组合逻辑电路设计-22-实验八时序逻辑电路的设计与应用-25-实验九555定时器及其应用-29-实验十直流稳压电源综合实验-31--37-实验一电路基本定律一、实验目的1．验证基氏定律（KCL、KVL）2．验证迭加定理3．验证戴维南定理4．加深对电流、电压参考方向的理解5．正确使用

2、直流稳压电源和万用电表二、仪器设备1．TPE—DG2电路分析实验箱1台2．SA5051台式万用表1台三、预习内容1．认真阅读TPE—DG2电路分析实验箱使用说明（见PPT）2．预习实验内容步骤；写预习报告，设计测量表格并计算理论值3．根据TPE—DG2电路分析实验箱设计好连接线路四、实验原理1．基尔霍夫电流、电压定律及叠加定理（1）基尔霍夫电流定律（KCL）R1R2R3E1E2ABI1I2I3在集总电路中，任一瞬时，流向某一结点的电流之和等于由该结点流出的电流之和。图1-1验证基尔霍夫电流、电压定律电路原理图电路原理图及电流

3、的参考方向如图1-1所示。根据KCL，当E1、E2共同作用时，流入和流出结点A的电流应有：I1+I2-I3=0成立。-37-（2）基尔霍夫电压定律（KVL）在集总电路中，任一瞬时，沿任一回路所有支路电压的代数和恒等于零。其电路原理图及电流的参考方向如图1-1所示。根据KVL应有：E1-UR1-UR3=0；或E1-UR1+UR2-E2=0；或E2-UR1-UR2=0成立。（3）叠加定理在线性电路中，任一支路中的电流（或电压）等于电路中各个独立源分别单独作用时在该支路产生的电流（或电压）的代数和。所谓一个电源单独作用是指除了该电

4、源外其他所有电源的作用都去掉，即理想电压源所在处用短路代替，理想电流源所在处用开路代替，但保留它们的内阻，且电路结构不作改变。由于功率是电压或电流的二次函数，因此叠加定理不能用来直接计算功率。电路原理图及电流的参考方向如图1-1所示。分别测量E1、E2共同作用下的电流I1、I2、I3；E1单独作用下的电流I1¢、I2¢、I3′和E2单独作用下的电流I1¢¢、I2¢¢、I3¢¢。根据叠加原理应有：I1=I1¢+I1¢¢；I2=I2¢+I2¢¢；I3=I3′+I3¢¢成立。2．戴维南定理线性有源二端网络ab等效成+-abUOCR

5、eq任何一个线性有源二端口网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替。理想电压源的电压等于原二端口网络的开路电压UOC，其电阻（又称等效电阻）等于网络中所有电压源短路、电流源开路时的入端等效电阻Req，见图1-2。图1-2戴维南定理示意图（1）开路电压的测量方法a．直接测量法：当有源二端网络的等效电阻Req与电压表的内阻相比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量开路电压。b．零示法：-37-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误差。为了消除电压表内阻的影响，采用零示法。即

6、用一个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二端网络的开路电压相等时，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，即为二端网络的开路电压UOC。（2）等效电阻的测量方法a．短路电流法：用电压表测得开路电压UOC后，将开路端短路，测其短路电流ISC，则等效电阻Req=UOC/ISC。此方法测量简便，但可能因短路电流过大会损坏电路内部的元件，对于等效电阻较小的二端网络，一般不宜采用。b．两次电压测量法：先测开路电压UOC，再在开路端接一个已知负载电阻RL，测RL两端的电压UL，则等

7、效电阻。c．半电压测量法：调电位器RL大小，当其两端的电压等于二端网络开路电压的一半时，RL的阻值即为等效电阻Req的值。d．直接测量法：当二端网络的等效电阻与万用表内阻相比可忽略不计时，可用万用表欧姆档直接测量二端网络的等效电阻Req。五、实验内容与步骤1、验证基尔霍夫电流（KCL）、电压（KVL）定律实验线路中取的E1=3V、E2=6V，R1=R2=R3=1kΩ，连接电路，测量各支路电流及各元件两端的电压值，验证结果，自拟表格。2、验证叠加定理测量E1、E2单独作用和共同作用时，各支路的电流值。数据填入表1-1。表1-1

8、验证叠加定理I1（mA）I2（mA）I3（mA）计算测量误差计算测量误差计算测量误差E1作用E2作用E1、E2作用-37-3、验证戴维南定理用戴维南定理测量R3支路的电流I3。按实验原理，选择合适的测量方法测量开路电压UOC和等效电阻Req的值。然后用直流电压源和可变电位器分别调出UOC和