1 基本电气设备、电器元件及功能电路外部特性的测量 1
1.1 实验任务与目的 1
1.2 预备知识(外部特性及其类型) 1
1.3 外部特性测量基础 2
1.3.1 测量方案 2
1.3.2 测量外部特性的重要策略:“先粗测,再细测” 4
1.3.3 指针式直流电压表和指针式直流电流表的使用 4
1.3.4 如何测量电压 6
1.3.5 以测量外部特性为目的的实验数据整理 6
1.4 测试对象介绍 7
1.5 实验的准备及实验结果的整理 11
1.6 参考学时及实验方案建议 12
1.7 部分思考题答案 12
2 电工测量数据的误差分析 14
2.1 实验任务与目的 14
2.2 预备知识 15
2.2.1 电路中节点上各条支路电流的关系 15
2.2.2 电路回路中各段电压的关系 16
2.2.3 多激励线性电路的分响应和总响应 16
2.3 实验基础 17
2.3.1 真值、标称值、理论值和测量值 17
2.3.2 实验误差估计及实验结论 18
2.3.3 仪表量程的估计方法 18
2.4 实验准备及提示 19
2.5 对实验报告的要求 19
2.6 参考学时及实验方案建议 19
2.7 部分思考题、判断题答案 20
3 稳压源、信号源、示波器的使用——入门练习(1) 21
3.1 实验任务与目的 21
3.2 预备知识 21
3.2.1 信号源和示波器功能简述 21
3.2.2 信号源信号的引出及示波器测试信号的接入 22
3.3 认识性实验进程 23
3.4 参考学时及实验方案建议 26
4 几种典型应用电路工作波形的测试 27
4.1 实验任务与目的 27
4.2 预备知识 27
4.3 实验基础及实验指导 29
4.3.1 指定电路1:“整流-滤波-稳压” 29
4.3.2 指定电路2:连续脉冲激励下一阶RC电路 31
4.3.3 指定电路3:多路波形观测电路 34
4.3.4 指定电路4:比较器电路 35
4.4 实验报告要求 35
4.5 参考学时及实验安排建议 35
4.6 部分思考题、判断题答案 36
5 交流电路电压、电流及功率测量 37
5.1 实验任务与目的 37
5.2 预备知识 38
5.2.1 交流电路各电压关系及电流关系 38
5.2.2 交流电路的功率消耗 39
5.3 实验基础 40
5.3.1 用一块电流表测量多条支路电流的技巧 40
5.3.2 功率表的使用 41
5.4 实验电路的实现 42
5.5 实验准备及实验报告要求 42
5.6 参考学时及实验方案建议 43
5.7 部分思考题答案 43
6 电感线圈参数测量与研究 44
6.1 实验任务与目的 44
6.2 预备知识 44
6.2.1 空心电感线圈的电路模型及其电路变量之间的关系 44
6.2.2 铁心电感线圈的电路模型及其电路变量之间的关系 45
6.3 实验基础 46
6.3.1 自耦调压器的使用 46
6.3.2 功率表的使用 46
6.4 实验设备及实验指导 47
6.5 实验报告要求 48
6.6 参考学时及实验方案建议 48
6.7 部分思考题、判断题答案 48
7 功率因数的提高 50
7.1 实验任务与目的 50
7.2 预备知识 50
7.2.1 交流电路功率因数与电路变量之间的关系 50
7.2.2 提高感性负载功率因数的措施和提高功率因数的工程意义 51
7.2.3 电容过补偿问题 52
7.2.4 交流电路中的电压关系及电流关系 52
7.3 实验基础 53
7.4 实验指导 54
7.5 实验报告要求 56
7.6 参考学时及实验方案建议 56
7.7 部分思考题答案 56
8 三相电路的连接与观测 57
8.1 实验任务与目的 57
8.2 预备知识 58
8.2.1 三相四线制供电电源 58
8.2.2 单相负载对三相电源的使用 59
8.2.3 电源中性线的作用 59
8.3 实验基础及实验指导 60
8.3.1 测量电流的线路连接方法 60
8.3.2 中点位移 60
8.3.3 实验数据表格参考方案 60
8.4 实验设备及实验报告要求 61
8.5 参考学时及实验方案建议 61
8.6 思考题及判断题答案 61
9 基于EwB的电路时间常数测量及过渡过程观测 63
9.1 实验任务与目的 63
9.2 预备知识(电路的过渡过程) 63
9.2.1 一阶电路 64
9.2.2 二阶电路 64
9.3 实验指导及实验报告要求 65
9.3.1 实验电路的形成方法 65
9.3.2 波形测试方法 67
9.3.3 实验报告要求 68
9.4 参考学时及实验方案建议 68
9.5 部分思考题答案 69
10 基于EWB的无源及有源滤波电路频率特性对比分析 70
10.1 实验任务与目的 70
10.2 预备知识 70
10.2.1 典型滤波器 70
10.2.2 无源滤波器的负载能力 70
10.2.3 滤波器负载能力的改善 71
10.3 实验指导及实验报告要求 72
10.3.1 在实验室测试幅频特性的方法 72
10.3.2 借助电子工作平台(EWB)获得模拟滤波器的频率特性曲线的方法 73
10.3.3 提示和建议 75
10.3.4 实验报告要求 75
10.4 参考学时及实验方案建议 75
11 电动机等电器的继电接触控制基础 76
11.1 实验任务与目的 76
11.2 预备知识 76
11.2.1 常见低压电器 76
11.2.2 三相异步电动机 77
11.2.3 电动机的基本控制方法 78
11.2.4 继电接触器控制的常规保护 83
11.3 操作练习 84
11.4 参考学时及实验方案建议 86
12 几种常规的继电接触器控制的实现 87
12.1 实验任务与目的 87
12.2 控制要求及提示 87
12.2.1 一台电动机的异地起停控制 87
12.2.2 能够在正、反转间直接进行切换的互锁控制 87
12.2.3 限定电动机的运行时间 88
12.2.4 两台电动机MA和MB的顺序控制 89
12.2.5 按照预定的时间间隔起动电动机MA和MB 89
12.2.6 时间控制的电动机Y-△起动 89
12.3 实验准备 90
12.4 参考学时及实验方案建议 90
12.5 现场操作成绩分配方案 91
13 可编程逻辑控制(PLC)应用入门 92
13.1 实验任务与目的 92
13.2 预备知识(从电器的继电接触器控制到可编程逻辑控制) 92
13.3 实验基础 93
13.3.1 PLC实验平台——TVT-90系列台式PLC训练装置简介 93
13.3.2 主电路及I/O接线举例 99
13.3.3 编写并运行程序 100
13.4 操作练习 104
13.5 参考学时 105
14 基于PLC的逻辑控制的设计与实现 106
14.1 实验任务与目的 106
14.2 控制要求 106
14.3 实验准备 108
14.4 参考学时及实验方案建议 108
15 基于PLC的模拟量检测 109
15.1 实验任务与目的 109
15.2 预备知识 109
15.2.1 ADC和DAC的功能简述 109
15.2.2 欧姆龙CJ1M—CPU22型PLC的存储空间的基本单位 110
15.2.3 逻辑量输入/输出状态的存储 111
15.2.4 计时器和定时器参数的存储 111
15.2.5 内部辅助继电器的存储单元 112
15.2.6 模拟量输入/输出状态及参数的存储 112
15.3 实验基础 115
15.3.1 实验用模拟量输入输出接口电路介绍 115
15.3.2 模拟量的送入和送出方法 116
15.3.3 模拟量参数的设定方法 116
15.3.4 模拟量的观测 118
15.4 模拟量检测实验项目及指导 119
15.4.1 项目1 119
15.4.2 项目2 120
15.4.3 项目3 120
15.5 实验效果检验 122
15.6 参考学时及实验方案建议 122
15.7 思考题答案 122
16 基于PLC的模拟量控制 124
16.1 实验任务与目的 124
16.2 预备知识 124
16.2.1 模拟控制系统信号流图 124
16.2.2 数字控制系统信号流图 125
16.2.3 自动控制系统的基本控制策略 125
16.3 实验基础 127
16.3.1 组建模拟量控制系统的设备介绍 127
16.3.2 PLC中用于PID控制的专用命令 128
16.3.3 被控对象的监测手段 130
16.4 模拟量自动控制实验项目及指导 131
16.4.1 I/O设置 131
16.4.2 实施PID控制的部分梯形图 132
16.4.3 实验内容 133
16.4.4 操作指导 134
16.5 实验报告要求 135
16.6 参考学时及实验方案建议 135
16.7 思考题答案 135
17 稳压源、信号源、示波器的使用——入门练习(2) 137
17.1 实验任务与目的 137
17.2 直流稳压电源LPS-305的使用练习 137
17.3 信号发生器(TFG2006VDDS,6MHz)、示波器(SS-7802A)的使用练习 139
17.4 参考学时及实验方案建议 143
18 电子实验箱的认识 146
18.1 实验任务与目的 146
18.2 电子实验箱面板布局图及简要标记 146
18.3 实验操作 149
18.4 参考学时及实验方案建议 150
19 基本晶体管放大电路的实现及基本功能测试 152
19.1 实验任务与目的 152
19.2 预备知识 152
19.2.1 典型的晶体管放大电路及其静态工作点 152
19.2.2 静态工作点与晶体管放大电路的线性放大能力 153
19.2.3 静态工作点与晶体管放大电路的工作效率 154
19.2.4 输入、输出电阻与晶体管放大电路的电压放大能力 154
19.3 实验基础 155
19.4 操作练习 156
19.4.1 在面包板上搭接实验电路 156
19.4.2 将直流偏置电源加到晶体管放大电路上 156
19.4.3 调节并测量晶体管的静态工作点 157
19.4.4 测量晶体管放大电路的电压放大能力 158
19.5 实验准备及实验报告要求 159
19.6 参考学时及实验方案建议 159
20 典型晶体管放大电路放大能力的研究 160
20.1 实验任务与目的 160
20.2 实验内容及实验指导 160
20.3 实验报告要求 163
20.4 参考学时及实验方案建议 163
20.5 部分思考题答案 163
21 运算放大器基本线性应用的实现与测量 165
21.1 实验任务与目的 165
21.2 预备知识 165
21.2.1 工作电源 165
21.2.2 输出电压的极限及线性放大区 165
21.2.3 线性应用电路的基本构成 166
21.3 运算放大器实验基础 167
21.4 实验内容及实验指导 169
21.4.1 测试线性比例运算电路的转移特性曲线 169
21.4.2 运算放大器的线性应用 170
21.5 参考学时及实验方案建议 171
21.6 部分思考题答案 172
22 运算放大器扩展实验 173
22.1 实验任务与目的 173
22.2 预备知识 173
22.2.1 正弦波振荡器的典型结构和工作条件 173
22.2.2 线性电路的输入电阻及其测定方法 174
22.2.3 线性电路的输出电阻及其测定方法 174
22.2.4 运算放大器的频率响应问题 175
22.2.5 一种简单的非线性应用——比较器 176
22.3 实验内容及实验指导 176
22.3.1 正弦波振荡器 176
22.3.2 测量运算放大器反相比例应用电路的输入电阻 177
22.3.3 了解运算放大器输出电阻及负反馈对输出电阻的影响 177
22.3.4 运算放大器对信号频率的限制 178
22.3.5 综合设计实验 179
22.4 参考学时及实验方案建议 180
22.5 部分思考题答案 180
23 基本数字集成电路组件应用 181
23.1 实验任务与目的 181
23.2 预备知识 181
23.3 实验基础 182
23.3.1 常见组件功能及其引脚说明 182
23.3.2 计数器芯片计数功能的扩展 190
23.4 数字电路综合实验 193
23.4.1 抢答器 193
23.4.2 555定时器——多谐振荡器的应用 193
23.4.3 任意进制计数器 195
23.4.4 多个灯循环闪烁 195
23.4.5 测试多位二进制计数器的输出对CP脉冲的分频作用 196
23.4.6 数据分时传送 197
23.5 参考学时及实验方案建议 198
24 单相整流(含可控整流)滤波电路的实现与观测 199
24.1 实验任务与目的 199
24.2 预备知识 199
24.2.1 可以担当“交变直”任务的电子器件 199
24.2.2 几种常见的整流方案及其简单滤波 200
24.2.3 可控整流电路的有效触发问题 202
24.2.4 可控整流电路的输出反冲现象及基本解决方法 202
24.3 实验基础 203
24.3.1 用于基本整流及简单滤波实验的设备介绍 203
24.3.2 整流电路的观测问题 206
24.4 实验项目及实验准备 207
24.4.1 实验项目 207
24.4.2 观测内容 207
24.4.3 实验准备 208
24.5 实验报告要求 208
24.6 参考学时及实验方案建议 208
24.7 思考题、判断题答案 208
附录1 主要电子元器件的基本识别方法 210
附录1.1 电阻器和电位器 210
附录1.2 电容器 212
附录1.3 晶体管 213
附录2 部分实验仪器、实验装置及实验器件图片 215
附录3 电工学实验预习检测题 221
附录3.1 基本电气设备、电器元件及功能电路的外部特性的测试 221
附录3.2 电工测量数据的误差分析 223
附录3.3 稳压源、信号源、示波器的使用——入门练习(1) 226
附录3.4 几种典型应用电路工作波形的测试 227
附录3.5 交流电路电压、电流及功率测量 228
附录3.6 电感线圈参数测量与研究 229
附录3.7 功率因数的提高 230
附录3.8 三相电路的连接与观测 232
附录3.9 基于EWB的电路时间常数测量及过渡过程观测 234
附录3.10 基于EWB的无源及有源滤波电路频率特性对比分析 235
附录3.11、3.1 2 电动机等电器的继电接触器控制 235
附录3.13、3.1 4 可编程逻辑控制 238
附录3.15、3.1 6 基于PLC的模拟量检测与控制 239
附录3.17 稳压源、信号源、示波器的使用——入门练习(2) 240
附录3.18 电子实验箱的认识 241
附录3.19、3.2 0 晶体管放大电路 242
附录3.21、3.2 2 运算放大器 244
附录3.23 基本数字集成电路组件应用 245
附录3.24 单相整流(含可控整流)滤波电路的实现与观测 245