【正文】 電流插頭的結(jié)構(gòu)。測(cè)電壓源單獨(dú)作用時(shí)各支路的電流和電壓，注意儀表量限和測(cè)量值的符號(hào)，所測(cè)數(shù)據(jù)記入表21 中。 （ a） (b) （ c） 圖 21(a) 疊加定理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)電路圖（ Us 及 Is 共同作用） (b)Us 單獨(dú)作用電 路圖 (c)Is 單獨(dú)作用電路圖 本實(shí)驗(yàn)采用直流穩(wěn)壓電源，電源內(nèi)阻很小，可以忽略。對(duì)于實(shí)際電源，電源的內(nèi)阻或電導(dǎo)必須保留在原電路中。 表 13 U=110V 15W 燈泡數(shù) 1 2 3 測(cè)量值（ A） 測(cè)量直流電流表內(nèi)阻 RA 測(cè)量電路如圖 13 所示，測(cè)量 20mA 量程的 RA，由于該表有過(guò)量程保護(hù)，滿量程時(shí)易造成保護(hù)報(bào)警，故 K 斷開時(shí)將 IS 調(diào)到 接近滿量程值，這里取 18mA。 3）實(shí)驗(yàn)臺(tái)上配置的調(diào)壓器是三相自 耦調(diào)壓器，調(diào)節(jié)時(shí)可使三相輸出電壓同步變化，每相輸出電壓調(diào)節(jié)范圍均為 0~250V。 直流電源與調(diào)壓器使用注意事項(xiàng) 1）使用直流恒流源時(shí)，應(yīng)在輸出端并接電流表，將輸出電流調(diào)到要求值，輸出不允許長(zhǎng)時(shí)間空載。 2 讀取指針式 儀表測(cè)量值時(shí)，應(yīng)使眼睛與指針的連線垂直于表盤面，如果表盤設(shè)有反光鏡， 應(yīng)使指針與其鏡像重合 。 微安表頭測(cè)量的電流和數(shù)字電壓基本表測(cè)量的電壓都限制在一定范圍內(nèi)，這個(gè)范圍稱為量程，故它們分別是單量程直流電流表和電壓表。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)在規(guī)定時(shí)間準(zhǔn)時(shí)交給指導(dǎo)老 師，否則不能進(jìn)行下次實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式如下： （ 1） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （ 2） 實(shí)驗(yàn)原理：包括實(shí)驗(yàn)原 理和相關(guān)公式。 電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 （第二版） 江淼 編 江蘇科技大學(xué)南徐學(xué)院 前 言 實(shí)踐教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神 具有特殊的作用。 （ 3） 實(shí)驗(yàn)任務(wù)：列出具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，擬定主要步驟和數(shù)據(jù)記錄表格。 目 錄 實(shí)驗(yàn) 一 基本儀表使用和基本電量測(cè)量 ??? ?? ???????? 1 實(shí)驗(yàn)二 疊加定理驗(yàn)證 ???????????????????? 5 實(shí)驗(yàn)三 單相交流電路 ???????????????????? 9 實(shí)驗(yàn)四 三相交流電路 ??????????????????? 18 實(shí)驗(yàn)五 一階電路的響應(yīng) ???????????????? 25 實(shí)驗(yàn)六 單管共射極放大器研究 ??????????? ???? ??? 31 實(shí)驗(yàn)七 負(fù)反饋放 大器 ?? ??? ???? ???? ? ?? ? 38 實(shí)驗(yàn)八 集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用 —— 模擬運(yùn)算電路 ???? 44 實(shí)驗(yàn)九 集成邏輯門電路及應(yīng)用???????????????? 51 1 實(shí)驗(yàn)一 基本儀表使用和基本電量測(cè)量 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?： 學(xué)習(xí)直流 /交流、電壓 /電流表、萬(wàn)用表、直流穩(wěn)壓電源、調(diào)壓器的使用方法。通過(guò)測(cè)量線路，利用它們都可以構(gòu)成多量程直流電流表和電壓表，測(cè)量線路主要是分流器和分壓器。 電流表、電壓表內(nèi)阻測(cè)量方法 電流表與電壓表均有內(nèi)阻，它們的等效電路如圖 12 所示， 圖 12 電流表和電壓表等效電路 我們要求電流表內(nèi)阻 RA 為零，電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大。 2）使用直流穩(wěn) 壓電源時(shí)應(yīng)正確連接輸出端：每路電源均有正（紅）、負(fù)（黑）、機(jī)箱地（綠）三個(gè)接線端，輸出正負(fù)電壓時(shí)須將黑（紅）、綠端短接作為地線。實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)都必須將調(diào)壓器旋鈕置于零位（反時(shí)針到底）?？勺冸娮?R 用電阻箱。 使用疊加定理時(shí)應(yīng) 注意 以下幾點(diǎn)： （ 1）疊加定理適用于線性電路即線性電阻電路，不適于非線性電路（線性電阻兩端電壓與電流的關(guān)系，服從歐姆定律，即 )iRU? ； （ 2）在疊加的各分電路中，不作用的電壓源置零，在電壓源處用短路代替；不作用的電流源置零，在電流源處用開路代 替。若電源內(nèi)阻不能忽略時(shí)，在電路中應(yīng)用與之相等的電阻代替。 將鈕子開關(guān) S1 斷開，使 A、 B 端連至短路側(cè)，同時(shí)將電流源 Is 接通，再測(cè)各支路兩端的電壓和各支路電流，此時(shí)為電流源單獨(dú)作用的值，也記入表中。測(cè)量中應(yīng)注意儀表量程的更換。 3．對(duì)疊加定理實(shí)驗(yàn)的步驟 4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，你能得出什么樣的結(jié)論。根據(jù)電壓相量圖可以求出以下各量： 電路總功率因數(shù) RLRUU UUU 2c o s 222 ???? 鎮(zhèn)流器功率因數(shù) LRLRL UU UUU 2c o s 222 ???? 鎮(zhèn)流器 阻抗 IUZ LL? 鎮(zhèn)流器內(nèi)阻 IUr LL ?cos1 ?? 鎮(zhèn)流器感抗 22 LLL rZX ?? 鎮(zhèn)流器電感fXL L?2? 用 31(a)測(cè)試電路測(cè)得 RL UUU 、 及 I 的數(shù)值，利用上列公式就可求出各電路參數(shù)。 欠補(bǔ)償是電容器的容性無(wú)功電流 CI 抵消了一部分日光燈電流中的感性無(wú)功電流，提高的功率因數(shù) ?cos ＜ 1，整個(gè)電路的等效阻抗仍為感性。接通實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，將 自耦調(diào)壓器輸出調(diào)至 220V、測(cè)量CR UUU 、 記入表 31 中。 4．日光燈的啟動(dòng)電流較大，為保護(hù)儀表，除使其在低電壓下啟輝點(diǎn)亮（用調(diào)壓器逐漸為高所加電壓）外，電流表應(yīng)先置于最大量程（ 5A）、功率表已具有20mA5A 的電流量程范圍。 3．分別計(jì)算并聯(lián)不同電容值時(shí)，日光燈支路、電容支路及電源供給的無(wú)功功率，說(shuō)明三者間的關(guān)系，分析提高功率因數(shù)的原因。 2．鎮(zhèn)流器 鎮(zhèn)流器是一個(gè)鐵芯線圈 ，其作用一是在日光燈起動(dòng)時(shí)，啟輝器接通又?jǐn)嚅_時(shí)，在鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)生一個(gè)比電源電壓高得多的感應(yīng)電壓，它連同電源電壓一起加在燈管的兩個(gè)電極上，使燈管點(diǎn)亮；另一作用是在燈亮以后，可在鎮(zhèn)流器上降落一個(gè)電壓，使燈管兩端有較低的工作電壓，限制燈管的工作電流。由于鎮(zhèn)流器的感抗很大，在其上 17 降落一個(gè)較大的電壓，起到限制和穩(wěn)定日光燈工作電流的作用。這樣即使在電源電壓降低時(shí)，也能保證日光燈順利起動(dòng)。 本實(shí)驗(yàn)中的三相電源是由三相市電（線電壓 380V）通過(guò)三相調(diào)壓器 rT 提供的。 ②負(fù)載星形連接的三相四線制電路 在圖 41 電路中，當(dāng)開關(guān) 2S 閉合時(shí)，電路的兩個(gè)中性點(diǎn) N 和 N? 之間連接一 20 根導(dǎo)線（稱為中性線）則成為三相四線制電路，中線電流等于三個(gè)線電流的相量和，即 CBAO IIII ???? ??? 。兩相負(fù)載上的電壓，決定于兩燈組電阻的比值，如果 B 組燈電阻大于 C 組，則 B 相電壓有可能高于燈的額定電壓而被燒壞。在 CBA 、 燈組并聯(lián)燈泡分別 3 的情況下，設(shè) AB 相負(fù)載阻值為 R ，即 RR AB? ，則 2/RR BC? ，3/RRAB? ，如果 AB 相負(fù)載電流有效值 IIAB? ，則 CABC、 相電流有效值分別為 IIBC 2? 、 IICA 3? 。 4）無(wú)中線，不對(duì)稱負(fù)載 ，各相負(fù)載同 3），重 復(fù)測(cè)量 2）中各量、觀察各相燈的明暗變化程度，以此了解中線的作用。 3．儀表接入電路之前需設(shè)置好量程，功率表的★端要接在電源側(cè)。 4．說(shuō)明不對(duì)稱負(fù)載星形連接無(wú)中線電路、 C 相斷開前后， A、 B 相泡燈亮度變化情況，原因是什么？ 25 實(shí)驗(yàn)五 一階電路的響應(yīng) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．研究一階 RC 電路的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的變化規(guī)律和特點(diǎn)。此暫態(tài)過(guò)程為電容放電過(guò)程、放電曲線如圖 52(b)所示，電路的零輸入響應(yīng)與初始狀態(tài)成正比。這樣，電路對(duì)上升沿的響應(yīng)就是零狀態(tài)響應(yīng)；對(duì)下降沿的響應(yīng)就是零輸入響應(yīng)。 表 51 一階 RC 電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的 ?kUtUSC ~)( 的關(guān)系 ?kt? ? ?2 ?3 ?4 ?5 ?6 零輸入響應(yīng)的SC UtU )( 零狀態(tài)響應(yīng)的SC UtU )( 由表 51 看出一階 RC 電路的這兩種響應(yīng)的暫態(tài)過(guò)程經(jīng)過(guò) ?5?t 的時(shí)間就可 28 認(rèn)為已結(jié)束而到達(dá)了穩(wěn)定狀態(tài)。 2．方波激勵(lì)下的全響應(yīng) 令上述電路的 ?? kR 10 、 FC ?? 、 iU 和 mU 和 f 不變，用示波器的 CHCH2 同時(shí)顯示 iU 、 0U 的波形，觀察 0U 的變化規(guī)律，并用方格紙按圖 53 (b)形式描繪 iU 和 0U 的波形，測(cè)量 21 UU、 （示波器輸入耦合方式為 DC）。當(dāng)需定量測(cè)量波形幅度或時(shí)間參數(shù)時(shí)應(yīng)將垂直靈敏度微調(diào)或掃描時(shí)間因數(shù)微調(diào)分別置于校正位置（ CAL），并利用垂直或水平位移旋鈕 ，將幅度測(cè)量基準(zhǔn)線或時(shí)間測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)置于屏前坐標(biāo)格某一水平或垂直坐標(biāo)線上。 2．學(xué)習(xí)放大器主要性能參數(shù)測(cè)量方法。 32 放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)由下列的關(guān)系式確定： CCBB BB URR RU )( 21 2??，EBEBEBEC RUR UUII ???? ， )( ECCCCEECCCE RRIURIUU ????? 2．放大器主要性能指標(biāo)與測(cè)試方法 晶體管放大器的主要性能指標(biāo)有電壓放大倍數(shù) VA ，最大不失真輸出電壓max0U 、輸入電阻 iR 、輸出電阻 oR 、幅頻響應(yīng)和通頻帶 BW 等。這種方法，當(dāng)被測(cè)電路輸入電阻很高時(shí)，將因 R 和毫伏表的接入而在輸入端引起較大的干擾 誤差，特別是毫伏表內(nèi)阻不是很高時(shí)，所測(cè) iS UU、 值會(huì)偏小。 5）幅頻響應(yīng)和通頻帶 BW fHfLfWBvAvmAvmA70 低頻區(qū) 中頻區(qū) 高頻區(qū) 圖 64 放大器的幅頻響應(yīng) 放大器的幅頻響應(yīng)如圖 64 所示，影響放大器幅頻響應(yīng)的主要因素是電路中存在各種電容。 35 三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、步驟與方法 1．連接電路 本實(shí)驗(yàn)利用模擬電子電路實(shí)驗(yàn)箱的晶體管系列模塊，它上面有若干分立元器件，通過(guò)連線可組成所需的實(shí)驗(yàn)電路。連接到放大器的輸入端，接通 +12 電源，用示波器的 CHCH2 通道同時(shí)觀察 iU 和 0U 的波形，觀察 0U 的波形是否 失真及 0U 與 iU 的相位關(guān)系，如果 0U 不失真，用交流毫伏表測(cè)量 0U 的有效值。在步驟 7 基礎(chǔ)上，將信號(hào)源與放大器輸入端直接相連，分別測(cè)量 ??LR 、 ?? kRL 時(shí)的輸出電壓 0U 、 LU0 ，計(jì)算出LL RUUR )1( 000 ??。 38 實(shí)驗(yàn)七 負(fù)反饋放大器 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．了解阻容耦合放大器的級(jí)聯(lián)關(guān)系。反饋系數(shù)11110001FFFFFFfV RR RRRR UUUUF ????? 。可見引入負(fù)反饋后放大器頻帶寬度 LFHF ffBW ?? 被展寬了，如果（ 1+ VVFA ） 1， HFfBW? 。引入負(fù)反饋能改善放大器傳輸特性iUU0的非線性，使其向線性接近，當(dāng)引入深度負(fù)反饋時(shí)，即（ 1+ VVFA ） 1 時(shí)，放大器的增益ViV FUUA 10 ?? ， 即放大器的閉環(huán)傳輸特性近似為一條直線。 1．負(fù)反饋使放大器的放大倍數(shù)降低，但提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)放大器引入負(fù)反饋后電壓放大倍數(shù)VVVF FAAA ?? 1 ，即引入負(fù)反饋后的電壓放大倍數(shù)比基本放大器的電壓放大倍數(shù)降低了（ 1+ VVFA ）倍。 3．學(xué)習(xí)正弦信號(hào)失真度測(cè)量方法。 2．本實(shí)驗(yàn)多項(xiàng)內(nèi)容需測(cè)量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，測(cè)量時(shí)應(yīng)使 0?iU ，即斷開信號(hào)源與放大器輸入端的連線后再將輸入端短路，或?qū)⑿盘?hào)源輸出信號(hào)調(diào)到零，不能將信號(hào)源輸出端短路。將測(cè)量數(shù)據(jù)記入表 62 中。 按圖 61 在晶體管系列模塊上選擇元器件連接單管共射極放大器電路，其中電位器 RW 在電位器模塊中選取，注意放大器的接地點(diǎn)要與模塊上的接地端（ GND）相連，放大器的 CCU? 端要與實(shí)驗(yàn)箱電源部分的 +12V 連接。其中 Hf 為放大器的上限頻率，主要受晶體管的結(jié)電容及電路的分布電容的影響； Lf 為放大器的下限頻率，主要受耦合電容 21 CC、 及射極旁路電容 EC 的影響。當(dāng)開關(guān) S 置于 1，在輸出波形不失真的情況下，測(cè)量輸出電壓 01U ，再將開關(guān) S 置于 2，接入已知電阻 R（一般選擇 R 值接近于 iR 值），并保持輸入電壓不變，測(cè)量輸出電壓 02U ，則 RUU URi 0201 02??。 2）最大不失真輸出電壓 max0U 在 Q 位于交流負(fù)載線中間時(shí)，放大器所能輸出的最大不失真電壓值，就是該放大器的最大不失真輸出電壓。 二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明 1．單管共射極放大器工作原理 圖 61 是電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定共射極單管放大器。 六、預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)教材 RC 電路響應(yīng)內(nèi)容，閱讀指 導(dǎo)書中本實(shí)驗(yàn)各項(xiàng)內(nèi)容，熟悉信號(hào)源，示波器的基本使用方法，畫出測(cè)試 電路數(shù)據(jù)記錄表格。增大 R 值定性觀察 0U 波形的變化，當(dāng) R 增至 1MΩ時(shí)該電路是否還是微分電路。通過(guò)顯示的波形可以測(cè)量出電路的時(shí)間常數(shù) ? 。故可以利用普通示波器來(lái)觀察