电工学实验指导书汇总Word版
电工学实验指导书
武汉纺织大学
实验一直流电路实验 (1)
实验二正弦交流电路的串联谐振 (4)
实验三功率因数的提高 (6)
实验四三相电路实验 (9)
实验五微分积分电路实验 (12)
实验六三相异步电动机单向旋转控制 (14)
实验七三相异步电动机正、反转控制 (16)
实验八单相桥式整流和稳压电路 (18)
实验九单管交流放大电路 (19)
实验十一集成运算放大器的应用 (24)
实验十二组合逻辑电路 (26)
实验十三移位寄存器 (29)
实验十四十进制计数器 (33)
实验一直流电路实验
一、实验目的:
1．验证基尔霍夫定律
2．研究线性电路的叠加原理
3．等效电源参数的测定
二、实验原理：
1．基尔霍夫定律是电路理论中最重要的定律之一，它阐明了电路整体结构必须遵守的定律，基尔霍夫定律有两条即电流定律和电压定律。
电流定律：在任一时刻，流入电路中任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，换句话来说就是在任一时刻，流入到电路中任一节点的电流的代数和为零，即∑I=0。
电压定律：在任一时刻，沿任一闭合回路的循行方向，回路中各段电压降的代数和等于零，即
∑U=0。
2．叠加原理：n个电源在某线性电路共同作用时，它们在电路中任一支路中产生的电流或在任意两点间所产生的电压降等于这些电源单独作用时，在该部分所产生的电流或电压降的代数和。三、仪器设备及选用组件箱:
1．直流稳压电源 GDS----02 GDS----03
2．常规负载 GDS----06
3．直流电压表和直流电流表 GDS----10
四、实验步骤：
1．验证基尔霍夫定律
按图1—1接线，（U S1、U S2分别由GDS---02，GDS---03提供）调节U SI=3V，U S2=10V，然后分别用电流表测取表1—1中各待测参数，并填入表格中。
2．研究线性电路的叠加原理
⑴将U S2从上述电路中退出，并用导线将c、d间短接，接入U S1，仍保持3V，测得各项电流，电压，把所测数据填入表1—2中；
⑵ 关断U S1，并退出电路，用导线将a 、f 短接，拆除cd 间短接线并将U S2重新接入原电路，使U S2保持10V ，测得各项电流、电压，填入表1—2中。
150Ω510Ω
--U S2+
+U S1--图1--1
表1--1
表1--2
3．测定等效电源的参数
根据戴维南定理可以将图1—2方框中的元件组合视为一个等效电源，其等效电动势E O 和电阻 R O 可按下面方法确定： ⑴ 测等效电动势E O
将图1—2中的 U S2从电路中退出，让cd 间开路，U S1调至3V ，测cd 的开路电压，这就是等效电动势E
O，填入表1—3中。
⑵测等效内阻R O
将U S1退出，用导线将af短接，将U S2接入并调至10V，测取I bc填入表1—3中，此时R O=U S2/I bc。
--
U S2
+
图1--2
表1—3
五、分析与讨论：
1．实验结果是否完全符合基尔霍夫定理和叠加与原理？若有误差试说明原因？
2．还有什么方法能测量等效电源的内阻？
实验二正弦交流电路的串联谐振
一、实验目的：
1．了解R、L、C元件的频率与阻抗的关系；
2．加深理解R、L、C元件端电压与电流间的相位关系；
3．熟悉低频信号发生器及常用电子仪器。
二、仪器设备及选用组建箱：
1．信号发生器 GDS----04
2．常规负载 GDS----09 GDS----06
3．可变电阻
4．示波器
5．晶体管毫伏表
三、实验步骤：
1．观察R、L、C各元件电压与电流的相位。
⑴将GDS----06的采样电阻1KΩ、56Ω低频信号发生器的输出端和双踪示波器的Y A、Y B相连组成电路。调节低频信号发生器的输出电压为1V，频率为200Hz，绘出电阻两端的电压波形图。
⑵将电感元件置换成1KΩ电阻后，仍保持低频信号发生器输出电压为2V，频率为200Hz，绘出电感元件的电压波形图。
⑶将一个2微法或2.5微法电容置换电感元件L，重复上述步骤。
2．观察串联谐振
将R、L、C三元件组成串联电路如图2—1所示，调节低频信号发生器输出电压为1V,逐步改变频率（电压保持不变），将对应的频率、电压，记入表2-1中。
L
图2—1
表2-1 单位：HZ、 mA、 V
四、分析与讨论：
１．绘出R、L、C各元件电压与电流的波形图。
２．绘出串联电路的阻抗、电流随频率变化的特性曲线，并作出谐振时电路的电压和电流的相量图。
３．计算空心线圈的电感量L及品质因数Q。
实验三功率因数的提高
一、实验目的：
1．研究感性负载并联电容提高功率因数的方法，进一步领会提高功率因数的实际意义； 2．学会联接日光灯电路，并了解日光灯电路各部件的作用；
3．学会使用功率表。
二、仪器与设备：
1．电源控制屏 GDS----01
2．GDS---09
3．GDS---11
4．GDS---12
5．功率因数表
三、实验步骤：
1．按图3—1接好线路，K1、K2、K3先断开；
2．经检查无误后，送电待日光灯启动完毕，正常运行后读取功率P和支路电流I，记表3—1；
3．合上K1，重复2，合上K2重复2，合上K3重复2。
镇
流
器
图3—1
表3—1
四、分析与讨论：
1．从表3—1中的数据中，你发现P、I、I C、I L中那些是电容量的变量，那些是常量？
2．并联电容器后，功率因数是否提高？是否并入电容越大越好？
3．串联电容也能使功率因数提高，但为什么不采用此法？
附注：日光灯和它的工作工作原理
日光灯由灯管、镇流器和起辉器三部分组成。
灯管：是一根玻璃管，内壁均匀涂有薄薄一层萤光物质，管的两端是灯丝，管内抽成真空有水银蒸气和氩气，接上电源后，灯丝通过起辉器和镇流器构成闭合电路，这时电流使灯丝预热。当起辉器跳开，通过镇流器的电流突然中断，于是它产生一个很高的感应电压（500伏左右，甚至更高），加在管子两端，使管子产生辉光发电，激出萤光。起辉后，管子两端的电压只有80左右，其余电压降在镇流器上，因此，日光灯管不能直接接在220伏电源上，必须与相应的镇流器配套使用。
起辉器：是一个自动开关‘它有两个电极’一个是固定片，另一个是用双金属片做成的动片，一起封装在一个玻璃泡内，并充以惰气。玻璃泡外面还有一个小电容器，和泡内两电极并联着，为的是防止电极由通到断开时产生的电火花烧坏电极和对无线电设备的干扰。两电极间未加电压时是
断开的，当电源电压加上后，产生辉光放电，双金属片受热膨胀两极接通起到预热灯丝的作用。电极接通后，辉光消失，双金属片冷却，恢复原状，电极断开，使镇流器产生脉冲高压，使日光灯管产生辉光放电而发光。