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----032．常规负载 GDS----063．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--23．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EO，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----042．常规负载 GDS----09 GDS----063．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----012．GDS---093．GDS---114．GDS---125．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。

镇流器：是一个带铁芯的电感线圈，在起辉器触头断开时，通过它的电流突然变化到零。

由电磁感应定律 e L dt di=可知，将产生一个高电压加在灯管两端，使灯管起辉。

这时电流通过-L灯管内部和镇流器联成通路，电路进入稳定工作状态后，镇流器起降压和限流的作用。

由于镇流器是一个大电感负载，因而日光灯电路的功率因数很低，只有0.5左右。

实验四三相电路实验一、实验目的：１．了解三相平衡负载作星形联接时线电压和相电压的数量关系；２．了解三相不平衡负载作星形联接时中线的作用；３．了解三相平衡与不平衡负载作三角形联接时，线电流与相电流的关系。

二、实验原理说明：将三相对称灯泡负载（每相三个灯泡）各相的一端U2、V2、W2联结在一起，形成中点。

各相的另一端（U1、V1、W1）则分别接至三相电源即为星形联结，这时相电流等于线电流，线电压是相电压的3倍。

由于三相电源电压对称，因此三相电流也对称，电源中点与负载中点之间的电压为零。

如用中线将两中点联结起来，中线电流也等于零。

当负载不对称时，则中线就有电流流过，这时如将中线断开，三相负载的各相电压的大小不相等，此状况应避免出现。

三、仪器与设备：１．电流控制屏 GDS-01 １块２．三相负载 GDS-08 １块３．交流电压表１个４．交流电流表１个四、实验步骤：先将GDS—01上的单调、联调开关置于三相联调状态，调节三相电压为120V；1．星形联接（1）将GDS—08实验箱上的三相负载按星形接法联接，并接至GDS—01上三相电压输出端子U、V、W、N；（2）测三相负载对称时，有中线情况下各线电压，U AB、U BC、U CA相电压U A、U B、U C各线电流I a、I b、I c、I N；（3）三相负载对称，将中线拆除，测各线电压，相电压，线电流，相电流及负载中点与电源中点之间的电压；（4）测量有中线时，三相负载不对称（如A相一盏灯，B相两盏灯，C相三盏灯）的情况下，各线电压，相电压，相电流及中线电流；（5）测量中线拆除时，三相不对称情况下各线电压，相电压，相电流，负载中点与电源中 点之间电压。

图4-1将以上各次测量的结果分别记入表4—1中。

表4—1UV369U R VR WR2．三角形连接（1）将三相负载接成三角形，测量三相负载对称时，各线电压，线电流；（2）当三相负载不对称时，测各线电压，线电流，相电流。

将以上各次测量的结果分别记入表4—2中。

图4—2表4—2五、分析与讨论：１.作相量图说明三相平衡负载作星形连接时线电压和相电压的关系。

２.作相量图说明三相平衡负载作三角形连接时线电流和相电流的关系。

实验五 微分积分电路实验一、实验目的：１.了解微分电路和积分电路的条件以及电路参数对微分电路和积分电路波形的影响； ２.学会使用脉冲信号发生器。

二、实验原理说明：在RC 组成的串联电路中，当满足p t τ<<并且从电阻R 上输出o u 时，该电路的o u 与i u 近于成微分关系，因此被称作微分电路；而当满足p t τ>>并且从电容C 上输出o u 时，该电路的o u 与i u 近于成积分关系，因此被称作积分电路。

三、仪器及设备：１.脉冲信号发生器 JXD-11 １台 ２.双踪示波器 １台３.RC 元件板 １块四、实验步骤：1．按图6—1接线，将RC 接成微分电路，脉冲信号取ms 1t p =。

用双踪示波器同时测试RC 电路的输入电压i u 和输出电压o u 的波形。

并观察改变时间常数τ对微分波形的影响，绘出p t 02.0τ=、p t 01.0τ=、p t τ=及p t 10τ=四种情况下i u 和o u 的波形图。

2．按图6-2接线，其中RC 电路接成积分电路，脉冲信号仍取ms 1t p =，用示波器测试RC 电路的输入电压i u 和输出电压o u 的波形，观察改变τ对积分电路波形的影响，并绘出p t 5τ=、p t 1.0τ=两种情况下的i u 和o u 的波形。

图、5－１ 图5－２五、分析与讨论：１．说明微分、积分电路的必要条件是什么？如果不满足必要条件将出现什么现象？２．自选RL 元件，设计微分与积分电路，标出参数。

实验六三相异步电动机单向旋转控制一、实验目的：１.了解交流器接触器的基本结构，学习交流接触器的使用方法。