2系《电工电子技术实践a(1)》教学计划（2017~2018）

《电工电子技术实践A（1）》教学计划与教学进度（2017-2018）

一、基本情况

总学 时：24

学   分：0.5学分

适用范围：机械学院本科生

先修课程：《电工技术》、《电路》

实验教材：《电工电子技术实践》丁则信主编，机械工业出版社

试验地点：九龙湖校区电工电子实验楼，电子技术实验室

时   间：2017.09 ~ 2018.1

2. 课程作用和具体目标

《电工电子技术实践A（1）》是以《电工电子技术实践》为教材，与《电工技术》、《电路》理论课程同时进行。本实践课程的教学目的是通过大纲所列内容的学习与实践，提高学生实验能力、独立分析问题和解决问题的能力以及电路的设计水平和工程实践能力，并对虚拟实验台有一定的了解。

三、教学方式与基本要求

1、在进实验室前做好与所作实验相关的预习工作，认真撰写实验预习报告并由任课老师课内检查。预习报告内容为：实验目的、实验原理及实验电路，实验内容及方法、原始参数记录表格，如果是设计题要写出设计过程、画出原理图并标注参数；如果是验证题要写出理论计算过程以及数据。

2、实验前由班长统一到学校教材科购买实验教材《电工电子技术实践》、实验报告纸（每人18份）。

3、学生可以上网查看仪器使用指南等相关资料，网址：http：//eae.seu.edu.cn。

4、第9周由班长统一领取元器件、导线、电源线、面包板，并发放到每位同学手中，请保管好勿丢失。地点：412室。

5、课后学生应独立规范地完成实验报告，严禁抄袭，抄袭者与被抄袭者一律记不及格，并

注明“抄袭”。下一次实验按时交阅上一次的实验报告。

实验报告格式要求如下：

（1）实验目的

（2）实验仪器设备（包括名称、型号）

（3）实验原理：不要照抄书上的，要简要概括。

（4）实验内容：

    a、实验要求

b、设计过程、理论计算过程

c、实验数据（记录实验数据时，书上已给出表格的按书上表格记录，没有的要自拟表格，原则上不允许不画表格记录数据；对于所有要求观察记录的波形，必须记录在坐标纸上，并标注波形的各项参数，特别注明的除外。）

4. 数据分析

（5）思考题：

6、实验注意事项

（1）安全；注意人身安全、设备安全；

（2）纪律：保持实验室整洁、卫生，不乱搬仪器，离开实验室前整理好仪器及连接线；进实验室前在一楼或者四楼大厅刷校园卡派位，下课刷卡结束。

四、教学计划与进度

1、网络定理的验证与测试（3学时）（第9周）

实验目的：

（1）Multisim软件入门；

（2）应用Multisim验证基尔霍夫定律、叠加定理、戴维南定理。

授课内容：Multisim软件介绍

实验内容：

（1）验证基尔霍夫定律；

（2）验证线性电路的叠加性和比例性；

（3）验证戴维宁定理。

注意事项：

（1）实验要求参见实验教材中的实验三，采用Multisim软件进行测试，其操作方法参见实验教材中的实验四；

（2）图1-18中470Ω改为4.7K，100Ω改为1K，200Ω改为2K；

2、伏安特性的测试（3学时）（第10周）

实验目的：

（1）学习直流电源、数字万用表的使用；

（2）用逐点法测量线性元件和非线性元件的伏安特性曲线；

授课内容：

（1）数字万用表、稳压电源的使用方法及注意事项

（2）电子技术/ISP综合实验箱内电容、二极管、电位器、面包板的介绍

实验内容：测试非线性二端元件（稳压二极管）的伏安特性；

（1）正向特性。按图1（a）所示接线，调节稳压电源US，使电流表的读数在0mA～20mA范围内取6组左右数据，记录稳压二极管的正向电压值及相应的电流值（为了能较好描绘伏安特性曲线，在电流变化急剧处需要多测量一些点）。

（2）反向特性。按图1（b）所示接线，调节稳压电源US，逐渐增大稳压二极管上的反向电压，观察电流表的读数变化，直到电流突然增加时为止，记录其中6组左右稳压二极管反向电压值和相应的电流值（注意记录反向电流突然增加时电压的数值）。

表1 测量稳压二极管的伏安特性

（a）正向特性                     (b)反向特性

图1测量稳压二极管的伏安特性

注意事项：因该实验需要两台万用表，所以本次实验可以2位同学合作，但实验报告必须独立完成。

3、常用电子仪器的使用（3学时）（第11周）

实验目的：

（1）掌握示波器、函数发生器的使用方法、注意事项和面板上主控制件的名称及作用；

（2）学会利用示波器观察并测试校准信号、正弦波信号、TTL信号的幅值、有效值、周期等参数的测量方法。

授课内容：示波器、函数发生器的使用方法、注意事项和面板上主控制件的名称及作用

实验内容：

（1）示波器校准信号的测试；

将机内的方波信号输入到CH1通道，用示波器测量这个信号，在坐标纸上记录波形，并标注好参数。测量数据记录到表2中并分析讨论。用数字示波器测量电压峰峰值、高电平、低电平、周期时可以有三种方法：第一种方法是在屏幕上先读出波形垂直所占格数或水平所占格数，然后用“格数×倍率（V/DIV，S/DIV）”方式计算相应电压或时间；第二种方法是使用面板上的“MEASURE”按钮，调出菜单，在显示屏上读数；第三种方法是用光标“cursor”来测量。

表2机内标准信号的测量

（2）正弦波的测试；

调节函数发生器，产生如图2所示叠加在直流上的正弦波信号，其中直流分量为1V，交流分量峰峰值为4V，信号频率为500Hz。用示波器、万用表测出信号的相关参数，数据填入表3中。

图2叠加在直流上的正弦波

表3叠加在直流上的正弦波测量数据

4. 交流阻抗参数的测量和功率因数的改善（3学时）（第12周，强电实验）

实验目的：

（1）交流电、安全用电基础知识掌握及电气设备使用操作规范认识；

（2）学习测量阻抗参数的基本方法，通过实验加深对阻抗概念的理解；

（3）掌握电压表、电流表、功率表和单相自耦调节器等电工仪表的正确使用方法。

授课内容：介绍电工台上相关功能模块、仪表的使用

实验内容：

（1）用三电压表法测量交流电路中的RLC元件阻抗值；

先将一已知电阻R与被测元件Z串联，如下图3（a）所示，当通过一已知频率的正弦交流信号时，用电压表分别测出电压U、U1和U2，然后根据这三个电压向量构成的三角形矢量图和U2分解的直角三角形矢量图，从中可以求出元件阻抗参数，如下图3（b）所示。这种方法称为三电压表法。

测量电路如图3所示，串联的已知电阻R为50Ω，Z1=10Ω+L（114mH），Z2=100Ω+C（10uF），按表4的内容测量和计算。

（a）测量电路（b）相量图

图3三电压表法

表4三电压表法

功率因数：

（2）用三表（电压表、电流表、功率表）法测量交流电路中的RLC元件阻抗值。

用交流电压表、交流电流表和功率表（本实验平台三表合一）分别测出元件Z两端电压U、电流I和消耗的有功功率P，并且根据电源角频率ω，然后通过计算公式间接求得阻抗参数。这种测量方法称为三表法，它是测量交流阻抗参数的基本方法。

按图4所示电路接线，将实验数据填入表5中。Z1=10Ω+L（电感量为114mH，内阻为26Ω），Z2=100Ω+C（10uF）

图4 三表法

表5 三表法

注意：Z₁+Z₂和Z₁∥Z₂，应理论判别呈容性电路还是感性电路，是容性电路时只计算电容量的大小，是感性电路时只计算电感量的大小。

（3）功率因数的改善

仍按图4接线，并将电容10μF（24μF）并联在负载Z1两端。首先调节单相自耦调压器，使副方电压等于表5第二栏中测量出的电压值（负载为Z1时对应I=0.6A的电压值），然后测出I、P，计算cosφ，将实验数据填入表6中，并与不接电容前的负载功率因数相比较。

表6

5、一阶电路时域响应（3学时）（第13周）

实验目的：

（1）示波器、信号源的使用；

（2）一阶电路时间常数的测量；

（3）研究RC电路的方波响应；

（4）研究RC微分、积分电路对方波激励的响应。

实验内容：

（1）研究RC电路的方波响应

（2）微分电路

注意事项：

（1）实验要求参见实验教材中的实验七

（2）实验教材中图1-35（b）的R取10KΩ。

6、三相交流电路（3学时）（第14周，强电实验）

实验目的：

（1）学习判断三相电源的相序判定方法

（2）了解对称三相电路线电压与相电压、线电流和相电流之间的关系

（3）了解负载不对称星形联结时的中性线作用

（4）学会用三表法和二表法测量三相负载的有功功率。

授课内容：介绍电工台上相关功能模块、仪表的使用

实验内容：

（1）按图5所示电路判定三相电源的相序。

图5相序指示器

（2）测量三相负载星形联结电路的电压、电流和负载功率，将实验数据填入表7中。

图5负载星形联结的电路

图6三功率表法联结电路

表7星形负载电路的测量

（3）测量三相负载三角形联结电路的电压、电流和负载功率，并填入表8中

图7负载三角形联结电路

图8二功率表法电路

表8三角形负载电路的测量

注意事项：

（1）表格中“40×2”是指2个40瓦的灯泡串联；

（2）多功能表改接线时，必须先关闭电源，然后将电流、电压线全部从电路中拆除后再重新接入电路，确保接线正确后再通电。严禁带电改接多功能表笔线，否则易将电流部分并接到电路中，引起短路，烧毁保险丝。

7、三相异步电动机及其继电接触器控制（3学时）（第15周，强电实验）

实验目的：

（1）了解并熟悉继电器、接触器、按钮、行程开关等控制电器的结构、工作原理及正确使用方法

（2）连接三相异步电动机的直接起动控制电路、Y-△起动控制电路并进行操作

授课内容：介绍电工台上相关功能模块的工作原理及使用

实验内容：

（1）设计一个三相异步电动机的直接起动控制电路（具有自锁功能）；

（2）设计一个三相异步电动机的正反转控制电路；

（3）设计一个三相异步电动机的Y-△起动控制电路。

实验指导：

（1）直接起动控制电路

a、异步电动机的点动

按图9所示，主电路和控制电路，合上三相交流电源开关Q，按起动按钮SB2，观察电动机的点动控制情况。

b、异步电动机带自锁功能的直接起动控制

断开电源开关Q，将常开辅助触头并联在SB2两端，如图9所示的虚线部分。重新合上电源开关Q，按下起动按钮SB2，观察电动机的运行，了解自锁功能，运行正常时，按下停止按钮SB1，电动机停转，然后断开电源。

图9直接起动控制电路

（2）三相异步电动机的正反转控制

图10三相异步电动机的正反转控制电路

（3）Y-△起动的控制电路

按图11所示连接电路，进行异步电动机的Y-△起动实验，观察电动机的起动情况。

图11电动机Y-△起动的控制电路

8、电路频率特性（3学时）（第16周）

实验目的：

（1）掌握低通、带通电路的频率特性，学习测试低通、带通电路频率特性及有关参数的方法；

（2）掌握用Multisim软件中的博德仪（BodePlotter）测试RC电路的频率特性；

实验内容：

（1）设计一个带宽为150KHz的一阶RC低通电路，并用Multisim软件测试其频率特性；

（2）设计一个带宽为50KHz、品质因数为1.5的二阶RLC低通电路，并用Multisim软件测试其频率特性和品质因数；

注意事项：用Multisim软件中的博德仪（BodePlotter）测试RC电路频率特性的方法参见实验教材中的实验八。

5. 考核与成绩评定

1、实验态度：

遵守实验室的规章制度，爱护公物、保持实验室整洁、卫生    成绩比例：10%

2. 课堂实验：

实验能力，主动分析和解决实验过程中所遇到问题的能力及实验情况，独立分析、解决问题能力                                                成绩比例：50%

2. 实验报告：

实验报告要求符合规范，包含方案设计、实验数据、对实验结果的分析、思考题解答。

成绩比例：40%

2. 成绩评定：

实验课程按优、良、中、及格、不及格五级分制评分。