本書由電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)、電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)以及附錄五個(gè)部分組成。根據(jù)電工技術(shù)與電子技術(shù)課程的特點(diǎn), 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既與理論教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地銜接, 又體現(xiàn)理論教學(xué)上未充分反映出來的但實(shí)際工程中需要解決的問題。
“電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”是高等工科院校非電類各專業(yè)共同開設(shè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課,本教材是根據(jù)電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的基本要求,并結(jié)合電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件編寫的非電類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材,目的是幫助學(xué)生鞏固和深化已學(xué)理論知識(shí),加強(qiáng)基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,使學(xué)生具備簡(jiǎn)單電路的設(shè)計(jì)能力,掌握科學(xué)研究的基本方法,并培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
全書共分為四部分: *部分介紹電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí); 第二部分介紹電工技術(shù)實(shí)驗(yàn); 第三部分介紹模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn); 第四部分介紹數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)。在內(nèi)容編排上,本書做到了以下幾點(diǎn):
(1) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目覆蓋面廣,取材新穎、合理,涵蓋了基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;
(2) 每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都有思考題和故障排查部分,幫助增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考,分析問題和解決問題的能力;
。3) 所有實(shí)驗(yàn)均先通過計(jì)算機(jī)仿真再進(jìn)行實(shí)際硬件操作,這樣不僅可以極大提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,還可以提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力。
本書由李艷玲(主要編寫第1章和第4章)、馮宇(主要編寫第2章)和馬秋明(主要編寫第1章和第3章)主編,張玉玲、丁宏、黎翠鳳、劉姝延、邱相艷、馮樹林和徐明銘參加編寫。
在編寫過程中,我們得到了電工電子教研室和實(shí)驗(yàn)室全體老師的大力支持,同時(shí)參考了部分兄弟院校的實(shí)驗(yàn)教材和資料,在此表示感謝。
由于作者水平有限,書中難免存在不妥之處,敬請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。
編者2017年1月
第1章電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)
1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x
1.2實(shí)驗(yàn)的基本過程
1.2.1課前預(yù)習(xí)
1.2.2課中實(shí)驗(yàn)
1.2.3實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)
1.3安全用電常識(shí)
1.3.1觸電的基本知識(shí)
1.3.2實(shí)驗(yàn)室安全用電規(guī)則
1.3.3儀器設(shè)備及器件安全
1.3.4觸電急救知識(shí)
1.4測(cè)量誤差和測(cè)量數(shù)據(jù)的處理
1.4.1測(cè)量誤差的分類
1.4.2減小或消除測(cè)量誤差的方法
1.4.3測(cè)量誤差的表示方法
1.4.4測(cè)量數(shù)據(jù)的處理
1.5常用電子儀器的使用
1.5.1數(shù)字萬用表
1.5.2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器
1.5.3示波器
第2章電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)
2.1電路元件伏安特性的測(cè)繪
2.2基爾霍夫定律與電位、電壓的測(cè)量
2.3戴維寧定理及有源二端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)測(cè)定
2.4典型電信號(hào)的觀察與測(cè)量
2.5RC一階電路的時(shí)域響應(yīng)
2.6電感性負(fù)載電路功率因數(shù)的提高
2.7三相交流電路
2.8三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
第3章模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)
3.1雙極型分壓式偏置放大電路
3.2差分放大器實(shí)驗(yàn)
3.3OTL功率放大器實(shí)驗(yàn)
3.4集成運(yùn)算放大器基本運(yùn)算電路的測(cè)試與設(shè)計(jì)
3.5RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(文氏橋)振蕩器實(shí)驗(yàn)
3.6負(fù)反饋放大電路實(shí)驗(yàn)
3.7低頻功率放大器的設(shè)計(jì)
3.8集成直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)
第4章數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)
4.1集成門電路邏輯功能測(cè)試
4.2SSI組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與測(cè)試
4.3譯碼器的應(yīng)用與研究
4.4數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用與研究
4.5觸發(fā)器的研究
4.6計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用
4.7555定時(shí)器及其應(yīng)用
4.8智力搶答器裝置的設(shè)計(jì)
4.9數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
第1章電工學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)
1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x
電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是非電類各專業(yè)重要的實(shí)踐性教學(xué)課程,通過電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的訓(xùn)練,能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電工電子技術(shù)理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,提高學(xué)生的電路綜合應(yīng)用與設(shè)計(jì)能力以及分析問題和解決問題的能力,同時(shí)提高學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和今后從事相關(guān)的工作奠定良好的基礎(chǔ)。
1.2實(shí)驗(yàn)的基本過程
一般的電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn),無論是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),還是綜合、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),盡管實(shí)驗(yàn)的目的和內(nèi)容不同,但都具有相同或相似的實(shí)驗(yàn)過程,即實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)。
1.2.1課前預(yù)習(xí)
為了有效地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)并取得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,實(shí)驗(yàn)者必須進(jìn)行課前預(yù)習(xí),達(dá)到以下目的:
。1) 認(rèn)真閱讀本次實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容并復(fù)習(xí)有關(guān)的理論知識(shí),理解實(shí)驗(yàn)原理,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù),擬定主要實(shí)驗(yàn)步驟,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。
。2) 熟悉實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備的功能、使用方法、注意事項(xiàng)和測(cè)試條件。
。3) 完成預(yù)習(xí)報(bào)告。預(yù)習(xí)報(bào)告主要包括實(shí)驗(yàn)標(biāo)題(實(shí)驗(yàn)名稱、日期、實(shí)驗(yàn)者及合作者)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟、擬定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄圖標(biāo)和思考題解答。
1.2.2課中實(shí)驗(yàn)
做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)準(zhǔn)備后,才可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每位實(shí)驗(yàn)者都應(yīng)自覺遵守學(xué)校和實(shí)驗(yàn)室管理的有關(guān)規(guī)定。
1. 準(zhǔn)備工作
。1) 按照編好的實(shí)驗(yàn)小組對(duì)號(hào)入座。
。2) 檢查本組的儀器設(shè)備、連接線是否齊全和符合要求,如有缺少或損壞應(yīng)及時(shí)報(bào)告。
。3) 將儀器設(shè)備合理布置,以方便使用和操作,合理安排實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。
2. 實(shí)驗(yàn)電路連接
(1) 應(yīng)根據(jù)電路原理圖確定元器件的位置,元器件的擺放要緊湊、不重疊,并依據(jù)信號(hào)流向(輸入端在左側(cè)、輸出端在右側(cè))將元器件順序連接,引線應(yīng)越短越好,避免引線間相互交叉,以免造成短路現(xiàn)象,引線也不應(yīng)跨接在集成電路上,而應(yīng)從周圍繞過。
。2) 電路安裝完畢后,要認(rèn)真檢查電路連線是否正確,同組人員要相互檢查,確定無誤后,方可接入電源。
。3) 在直流穩(wěn)壓電源空載的情況下,調(diào)整出所需電壓,直流穩(wěn)壓電源的示數(shù)為參考,應(yīng)以萬用表所測(cè)為準(zhǔn),斷電后按極性要求接入實(shí)驗(yàn)電路。
(4) 在信號(hào)發(fā)生器空載時(shí)調(diào)整好頻率和電壓,使其滿足實(shí)驗(yàn)要求。信號(hào)發(fā)生器的示數(shù)為參考,應(yīng)以示波器所測(cè)為準(zhǔn),斷電后接入實(shí)驗(yàn)電路,注意電路“共地”問題,所謂“共地”,即是將電路中所有接地的元件都接在電源的地電位參考點(diǎn)上!肮驳亍笔且种聘蓴_和噪聲的重要手段。
(5) 用萬用表檢查電源、信號(hào)源輸入端和地之間是否有短路現(xiàn)象,若有,則必須檢查并排除后方可通電。
。6) 電源打開后,不要急于測(cè)量數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果,先進(jìn)行通電觀察,檢查有無異常,包括儀器、元器件有無打火冒煙,是否聞到異常氣味,用手摸元器件是否發(fā)燙等現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)立即關(guān)斷電源,查清原因,排除故障后方可重新通電。
3. 測(cè)試與分析數(shù)據(jù)
。1) 測(cè)試時(shí)手不得接觸測(cè)試筆或探頭金屬部位,以免影響測(cè)試結(jié)果。
。2) 對(duì)綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),先進(jìn)行單元分級(jí)調(diào)試,再進(jìn)行級(jí)聯(lián),*后進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試。
(3) 測(cè)量數(shù)據(jù)或觀察現(xiàn)象要認(rèn)真細(xì)致,實(shí)事求是。將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)和波形記錄在實(shí)驗(yàn)者自己設(shè)計(jì)的表格之內(nèi),作為原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成后,應(yīng)立即分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),及時(shí)與理論分析結(jié)果進(jìn)行比較,判斷誤差是否在10%以內(nèi),如發(fā)現(xiàn)有較大差異,找出誤差原因后,決定是否重新實(shí)驗(yàn),或請(qǐng)指導(dǎo)老師共同查找原因。
實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的原始數(shù)據(jù)應(yīng)交指導(dǎo)教師檢查,數(shù)據(jù)如果有誤,需重新測(cè)量; 教師檢查數(shù)據(jù)正確并簽字后,方可改接電路繼續(xù)實(shí)驗(yàn)或*終拆除線路。
。4) 實(shí)驗(yàn)時(shí)每組同學(xué)應(yīng)分工協(xié)作,輪流接線、記錄和操作等,使每個(gè)同學(xué)得到全面訓(xùn)練。
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束
。1) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,先關(guān)掉儀器設(shè)備電源,再關(guān)掉實(shí)驗(yàn)電路供電電源,*后拆掉實(shí)驗(yàn)連線,拆線時(shí)手要捏住導(dǎo)線的底部,以防導(dǎo)線斷開。
(2) 整理好實(shí)驗(yàn)臺(tái),保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件清點(diǎn)無誤后,方可離開實(shí)驗(yàn)室。
。3) 發(fā)生儀器設(shè)備損壞事故時(shí),應(yīng)及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師,按有關(guān)實(shí)驗(yàn)管理規(guī)定處理。
(4) 每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束,留值日生打掃衛(wèi)生。
1.2.3實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)
實(shí)驗(yàn)完成后,實(shí)驗(yàn)者須撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程是對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和提高的過程。
書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)選用規(guī)定的實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙,實(shí)驗(yàn)報(bào)告由實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)完成后的數(shù)據(jù)分析報(bào)告兩部分構(gòu)成,書寫報(bào)告要求結(jié)論簡(jiǎn)明且正確、分析合理、討論深入、文理通順、符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、字跡端正、圖表清晰。在預(yù)習(xí)報(bào)告的基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析報(bào)告要完成以下內(nèi)容。
。1) 根據(jù)原始記錄整理、處理測(cè)試的數(shù)據(jù),列出表格或描繪波形。多次測(cè)量或數(shù)據(jù)較多時(shí)一定要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行列表,表必須要有表題,標(biāo)注于表格上方中間位置。如表不止一張,應(yīng)依次編號(hào)并安插在相應(yīng)的文字附近。除實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)和有關(guān)圖表同組者可以互相采用外,其他內(nèi)容每個(gè)實(shí)驗(yàn)者都應(yīng)獨(dú)立完成。
。2) 得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。對(duì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出合理的分析,找出產(chǎn)生誤差的原因,提出減少實(shí)驗(yàn)誤差的措施。
。3) 整理實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)。對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,出現(xiàn)的故障現(xiàn)象,分析其原因,寫出解決的過程、方法及其效果,簡(jiǎn)單敘述實(shí)驗(yàn)的收獲和體會(huì)。
。4) 列出儀器設(shè)備清單。
1.3安全用電常識(shí)
在電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)過程中,需要使用電源和電氣設(shè)備,所以實(shí)驗(yàn)者必須具備一定的安全用電常識(shí),并且要遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度和安全規(guī)則,才能避免發(fā)生人身傷害事故,防止損壞實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。
1.3.1觸電的基本知識(shí)
當(dāng)發(fā)生人體觸及帶電體時(shí),或帶電體與人體間閃擊放電時(shí),或電弧波及人體時(shí),電流通過人體與大地或其他導(dǎo)體形成閉合回路,稱為觸電。
觸電對(duì)人體傷害的程度與通過人體電流的大小、電流作用的時(shí)間、電流流過人體的途徑、電流的性質(zhì)以及觸電者的身體狀況等因素有關(guān)。工頻交流電是比較危險(xiǎn)的,當(dāng)1mA左右的電流通過人體時(shí),會(huì)產(chǎn)生麻刺等不舒服的感覺,10~30mA的電流通過人體時(shí),會(huì)產(chǎn)生麻痹、劇痛、痙攣、血壓升高和呼吸困難等癥狀,但通常不會(huì)有生命危險(xiǎn),電流達(dá)到50mA以上就會(huì)引起心室顫動(dòng)而有生命危險(xiǎn),100mA以上的電流足以致人于死地。
常見的觸電方式有: 單相觸電、兩相觸電和跨步電壓觸電。人體接觸一根火線所造成的觸電稱為單相觸電; 人體同時(shí)接觸兩根火線所造成的觸電稱為兩相觸電; 偶有一相高壓線斷落在地面時(shí),電流通過落地點(diǎn)流入大地,此落地點(diǎn)周圍形成一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng),距落地點(diǎn)越近,電壓越高,影響范圍10米左右,當(dāng)人進(jìn)入此范圍時(shí),兩腳之間的電位不同,就形成跨步電壓,跨步電壓通過人體的電流就會(huì)使人觸電,這種觸電方式成為跨步電壓觸電。
……