第一部分 电路及电工实验
实验须知
一、电工实验的目的和要求
通过实验课有计划的培养和训练，应达到以下6个方面的要求。 （1）、加深学生对课程内容的理解，验证理论和巩固所学的课堂知识。 （2）、培养学生具有一定的实践技能，树立尊重事实的思想和严谨的科学作风。 （3）、能正确使用一般常用的电工仪表、电子仪器、电机和电气设备。
（4）、能准确地读取实验数据、测绘波形曲线、分析实验结果，编写完整的实验报告。 （5）、能独立完成简单的电工及电子实验，提高分析问题和解决问题的能力。 （6）、具有一般安全用电知识。 二、实验课的组织
电工实验是在教师指导下由学生独立完成规定的实验内容的教学过程。每次实验前教师应检查学生的预习情况，简述实验内容，讲解仪器的使用方法及注意事项，在实验过程中检查接线情况和实验结果，处理和解答学生在实验中所提出的问题。
实验开始之前，学生自行编好实验小组。每次实验需要经过预习，熟悉设备、接线、通电操作、观察波形（现象），记录并整理数据，编写实验报告等环节。学生对实验的科学态度应贯穿与整个实验过程的始终，对每一个 环节都必须重视，不可偏废。学生对待实验的态度将列为成绩考核的内容之一。
实验结束后整理好实验台，并在每一台仪器记录本上签到，爱护公物，保持卫生。 学生在实验前必须进行预习，其内容包括复习有关教材内容，阅读本次实验内容说明和三、实验前的预习
步骤。做到明确实验目的和实验内容，熟悉实验电路图及操作步骤。对实验教程中所提出的具体要求，应做好准备。写好实验提纲，其内容包括实验目的，仪器名称、规格，实验步骤，线路图，操作注意事项，记录表格及计算公式，预习中发现的疑难问题等。
教师在实验开始时，根据教程的要求检查学生预习情况。
实验开始后，学生应根据教程查对仪器，然后再熟悉仪表设备的接线端、刻度、各旋钮接线前，应根据实验线路合理安排仪表及实验器材的位置，做到有利于读数及操作，也接线时，应注意选择适当长度及粗细的导线，并检查导线接头的连接是否完好，以防接接线是实验的基本技能之一。应该接线准确、可靠、合理、快速列为考核学生实验动手四、熟悉设备与接线
的位置及作用，电源开关的位置以及确定仪表的量程、极性等等。 便于接线和查对，同时，应避免电感过于靠近电表造成读数不准。 触不良。
能力的重要内容之一。 五、通电操作及读数
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学生不能擅自通电，必须经指导教师同意才能接通电源。通电后，各组成员应集中注意
力观察电路的变化，如有异常应立刻断开电源，检查原因。此外同组成员必须互相配合，防止有人还在接线就去开电。读数前先要心中有数仪表所测对象，正确快速记录数据。 六、整理实验结果和编写实验报告
整理实验结果，独立编写实验报告是实验的重要环节。从中可以系统地理解实验所得到的知识，建立清晰的概念。实验结果有数据、波形曲线和现象等。运用这些结果进行计算、描绘曲线、分析现象，找到其中典型的又能说明问题的特征，发现条件（参数）与结果之间的联系，从而说明电路的性质。
整理数据时必须注意到误差的判别。一般，测量装置精度不高、测量方法欠正确，以及测量者的观测方式欠缺所造成的“系统误差”，通过引入校正值和采用正确、合理的测量方法，是可以避免或得到一定修正的。而在测量过程中由于各种偶发的因素，如外界干扰、温度变化等所造成的“偶然误差”，一般通过多次重复测量，求取其算术平均值来消除。至于因为实验者粗心大意，仪器损坏以及读数错误产生的“疏忽误差”而使测量结果不准确，就应将这种结果舍弃。
实验报告开头应写出实验名称、实验日期、系、班级、组别、同组人及指导教师。实验报告的内容应包括下面几个部分： （1）、实验目的要求 （2）、实验原理及线路图 （3）实验设备
（4）、实验内容、记录与计算结果
（5）、对本次实验的分析讨论（本项目包含教程中对实验报告的具体要求）。
学生应根据实验结果独立编写好实验报告。对现象进行分析讨论，必须实事求是，不得抄袭及修改数据。如果发现有弄虚作假行为，取消本次实验成绩。实验报告应字迹清楚，作图要认真（用统一坐标纸画）、数据表格要准确、电路符号要正规标注。 七、实验时的安全操作
安全用电是实验中需注意的问题，由于电路、电机实验都是用市电进行，在操作中应注意以下几点：
（1）、在电路通电情况下，不要用手接触带电的金属部分，如需改接线路，应在断开电源后进行。接线时，电源线在最后连接。拆线时应先断开电源，然后拆下电源线。 （2）、接通电源应在教师检查后进行。接通电源时必须通知全组同学，以免触电。 （3）、不得用电流表、万用表的电流及电阻档去测电压，测电阻时必须在断开电源后进行。功率表电流线圈也不允许并联在电路中。
（4）、所有实验器材按规定放在实验台上，以防使用不当而摔坏。
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实验二 电路元件伏安特性的测绘
一、实验目的
1、会常用电路元件的识别方法。
2、掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。 3、掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。 二、原理说明
任一二端元件的特性的可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数系来表示，即用U－I平面上的一条曲线表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
1、 性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图2－1（A）中a曲线所示，
该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。
2、 般的白炽灯在工作时处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大，通过白炽灯的
电流越大，其温度超高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值相差几倍至几十倍，所以它的伏安特性曲线如图2－1（A）中b曲线所示。
3、 般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其特性如图2－1（B）中的c曲线。正向电
流随正向压降的升高而急骤上升；而反向电压从零一直增加至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。
mA
4、稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图2－1（B）中d曲线。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（该值称为管子的稳压值，不同的稳压管有不同的稳压值），电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。 三、预习思考题
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1、线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何区别？
2、设某器件伏安特性曲线的函数式为I＝f(V),试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何放置？
3、稳压二极管与普通二极管有何不同，其用途如何？ 四、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 直流数字毫安表 直流数字电压表 可调直流稳压电源 线性电阻器 二极管 稳压管 白炽灯 0～30V 1K；200Ω 2AP15;IN4007 2CW51 6.3V或12V DG09 型号与规格 备注 D31 DG04 五、实验内容
1、测定线性电阻的伏安特性
按图2－2接线，调节稳压电源的输出电压U，使直流数字电压表的读数V从0开始缓慢地增加，一直到10V，记下相应的电压表和电流表的读数。 V（V） I（mA） ∈ 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 注：∈为各台设备的稳压所输出的最小值。V为电压表D31的读数。
2、测定非线性白炽灯泡的伏安特性
将图2－2中的电阻换成一只6.3V（或12V）的小灯泡，重复1的步骤，注意电源电压不能超过6.3V（或12V）。（注：每次改变电压，应稳定半分钟后再读数）。 V（V） I（mA） ∈ 2.0 4.0 6.0 6.3 1、 测定半导体二极管的伏安特性
按图2－3接线，R为限流电阻器，测二极管的正向电流不得超过25mA，二极管的正向压降可在0－0.75V之间取值。特别是在0.5－0.7V之间应多取几个测量点。作反向特性实验时，只需将图2－3中的电源的正、负极性调换，二极管的反向电压可加到30V， 正向特性实验数据﹝I＜25mA, V＜0.75﹞ V（V） ∈ 4
I（mA） 反向特性实验数据 U（V） V（V） ∈ —5 —10 —15 —20 —25 —30 I（mA） 注：U为电源DG04的电压值，V为电压表D31的读数。 2、 测定稳压二极管的伏安特性
将图2－3中的二极管换成稳压二极管，重复实验内容3的测量。 正向特性实验数据﹝I＜25mA，V＜0.75V﹞ V（V） ∈ I（mA） 反向特性实验数据 U（V） V（V） ∈ —5 —10 —15 —20 —25 —30 I（mA） 六、注意事项
1、测二极管的正向特性时，稳压电源的输出应由小到大逐渐增加，应时刻注意电流表的读数不超过25mA,稳压电源的输出端切勿碰线短路。
2、 在测量过程中，每换一个图重新测量时要注意及时调整电压源的大小，使其旋至最小值。当仪表超过量程范围时会报警此时应及时更换量程并复位，再重新启动。 七、实验报告
1、根据各实验结果数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线（其中二极管的正、反向特性要画在同一坐标平面内。表示正、反向电压的坐标轴可取不同的比例尺）。 2、根据实验结果总结、归纳被测元件的特性。 3、必要的误差分析。 4、心得体会及其他。
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