电工电子学实验
西北大学化工学院
2011年9月
电工学实验注意事项
１ 实验前必须认真预习，阅读实验指导书，明确实验目的、内容及步骤，并做好数据记录表格等准备工作。
在实验课上，教师要对预习情况进行抽查提问。抽查通不过者暂不得参加本次实验。 2 第一次实验时，首先要熟悉实验室环境，认真察看实验台上所有仪器设备，了解它们的使用方法及注意事项，对不了解使用方法及注意事项的仪器设备，严禁使用。对不遵守实验规程，未经许可使用本实验以外的仪器，造成仪器设备损坏者，按学校有关规定追究其责任。
3 在实验过程中，接线完毕后，必须经教师检查同意，方可接通电源进行实验。在改接线路之前，必须关断电源，不得带电操作。特别注意电压源输出不能短路，恒流源输出不能开路。电压表并联在电路中，电流表串联在电路中。功率表的电流线圈串联在电路中，功率表的电压线圈并联在电路中。使用仪表前应估算电压和电流值，合理选择仪表量程，勿使仪表超量程，仪表极性不可接错。插拔插接件要用力均匀，操作仪表旋钮和开关要轻巧，不要过猛用力，以防损坏仪器及仪表。
实验过程中若发生事故，应立即关断电源，报告指导教师，共同分析事故原因。 4 实验完毕后，先由本人检查实验数据是否符合要求，然后再请教师检查，经教师认可后再拆线，并将所有实验设备及连接导线放回原处，经指导教师检查同意后，离开实验室。
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仪器设备是国家财产，必须倍加爱护。若有损坏情况，应立即报告指导教师，共同分
析检查损坏原因。室内仪器设备，不准任意搬动调换。
6 遵守实验室规则，实验时要严肃认真，共同创造一个安静、整洁的实验教学坏境。
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实验一 电路元件伏安特性的测绘
一．实验目的
1．熟悉实验台上仪表的使用方法及布局。
2．熟悉恒压源、恒流源、电压表、电流表、万用表的使用方法。 3．熟悉功率表、毫伏表、信号发生器的使用方法。 4．掌握常用元件的伏安特性的测定方法。
二．实验原理说明
1 二端元件
二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件的电流之间的函数关系。通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特性，由测得的伏安特性可判定电阻元件的类型。通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测量法，简称伏安法。线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律。在关联参考方向下，可表示为：u=Ri，其中R为常量，称为电阻的阻值。其伏安特性曲线是一条过坐标原点的直线，具有双向性。如图1—1所示。
非线性元件的阻值不是一个常量，其伏安特性是曲线。非线性电阻的种类很多，图示1—2是普通二极管的伏安特性曲线。
I U
I U
图1—1 图1—2
在被测元件上施加不同极性和幅值的电压，分别测量出流过相应元件中的电流，或在元件中通入不同方向和幅值的电流，测量相应元件两端的电压，便得到被测元件的伏安特性。测量参考电路如图1—3所示。
直+ R 流稳US 压电- 源 + - + V 0
0 I RW mA U - 被测元件
图 1—3 伏安特性测定电路
2 实验台结构及仪表布局
图1—4是电工及电子学综合实验台示意图，实验台左上角有三个交流数字表，分别是交流电压表、交流电流表、功率及功率因数表；它的下面有三个直流数字表，分别是直流电压表、直流毫安表、直流安培表；这六只表下各有连接插孔、功能开关及量程选择按键等。使用时根据不同测量电量使用不同仪表和适当量程，电流表一定串联在待测支路，电压表一定并联在待测两点之间，功率表的电流线圈一定与负载串联，电压线圈一定与负载并联。
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图1-4 电工实验台结构及仪表布局 等实验中常用设备。
实验台的右上部是元件挂箱区，在挂箱区下面有信号源、恒流源、恒压源、交流毫伏表、数据采集器①信号源：它可以输出正弦波、三角波、方波以及单次脉冲，通过波形按键选择；输出信号的频率由“频段选择”按键和“频率粗调”、“频率细调”旋钮调节；输出信号幅值由“幅值调节”旋钮调节；它的上部有一个六位数字频率计，用于测量交流信号的频率，如果将信号源的输出接到频率计的输入端，则频率计显示信号源输出信号的频率。
②恒流源：它可以输出1mA至500mA的恒定电流，电流大小由电流选择按键和电流调节旋钮来调节。它的上部有一数字表，随时显示输出的电流值。
③恒压源：它有固定稳压输出和可调稳压输出两组输出端，固定稳压输出只有6V和12V两个直流电压输出值，通过开关选择其中之一；可调稳压输出通过选择按键和电压调节旋钮，在它的输出端可得到0-30V的直流电压。它的上部有一数字显示仪表，通过按键可选择显示其中一组的电压值。
④交流数字毫伏表：它用来测量交流电压信号的有效值，它有200mV、2V、20V、200V四个量程。 左下面三个机械表头分别显示三相电源的相电压，通过它旁边的转换开关选择显示电网相电压或者调压器输出相电压。它的下面有一个调节旋钮，用于调节三相电源输出电压。
3 示波器的使用
图1-5是DF4328型双通道示波器面板示意图，示波器常用于观察信号波形、测量信号幅值、测量信号频率及周期、测量两个信号的时间差及相位差等等。示波器使用步骤如下：
① 按下电源开关，电源指示灯亮，稍等预热，屏幕出现光迹，分别调节亮度和聚焦旋钮，使光迹的亮度适中、清晰。
② 选择垂直工作方式：按下CH1或CH2，通道1或通道2单独显示；按下ALT，两个通道交替显示；按下CHOP，两个通道断续显示，用于扫描速度较低时的双踪显示；按下ADD时，用于显示两个通道信号的代数和（叠加显示）。
③ 输入耦合方式：按下DC时输入信号直接耦合到CH1或CH2通道；按下AC时输入信号交流耦合到CH1或CH2通道；按下GND时通道输入端接地。
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④ 灵敏度调节及微调：两个灵敏度调节旋钮分别用于调节CH1和CH2两个通道信号在屏幕上显示尺寸。
⑤ 扫描方式：AUTO/NORM（自动/常态）键用于选择扫描方式，一般用AUTO；TIME/X-Y键是水平方式选择，一般用TIME；+/-健是触发极性键，一般用+；INT/EXT（内/外）键是触发源选择键，一般用INT；CH1/CH2健是内触发源选择健。
⑥ 扫描速度及微调：用于选择扫描速度和连续调节扫描速度。
图1-5 双踪示波器面板示意图
三．实验设备
1 电工电子学实验台 2 双踪示波器 3 元件箱
四．实验内容
（一） 实验台的使用
1 熟悉实验台上仪表的布局，了解各仪表的性能及使用方法，经指导教师许可后，用钥匙打开总电源开关，这时实验台左上部六只数字表均应显示0。
（二） 示波器及信号发生器的使用
将信号发生器的输出接到示波器的Y轴输入端（CH1或CH2通道或同时输入两个通道），调节信号发生器和示波器面板上各旋钮，掌握两种仪器的使用方法。
（三） 二端元件伏安特性测定 1 电阻元件伏安特性测定
将稳压电源输出调到12V，按图1—6所示电路选取元件参数，并照图接线，调节电位器RW，使电压表读数分别为0、2、4、6、8、10伏，记录下电流表的读数，填入表格1—1中。根据电压和电流值求出对应的电阻值，并写入表中。
表1—1 U（V） I（mA） R（kΩ）
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0 2 4 6 8 10