具體描述
基本信息
書名:電工電子技術實驗指導 (高等院校精品規劃教材)
：27.50元
售價：18.7元,便宜8.8元,摺扣68
作者:硃菊霞
齣版社：水利水電齣版社
齣版日期：2007-11-01
ISBN：9787508450803
字數：
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.4kg
編輯推薦
內容提要
目錄
作者介紹
文摘
序言
電工電子技術實驗指導 (高等院校精品規劃教材) 內容簡介 本書是一本為高等院校工科類專業學生量身定製的實驗指導教材，旨在係統性地引導學生掌握電工電子技術的核心理論知識，並通過大量精心設計的實驗，培養學生動手實踐能力、分析問題和解決問題的能力，以及創新意識。本書緊密結閤當前電工電子技術發展的最新趨勢和研究熱點，內容涵蓋瞭從基礎的電路分析到復雜的電子係統設計，力求為學生打下堅實的專業基礎，為未來深入學習和從事相關領域的工作做好充分準備。 第一部分：基礎電路實驗 本部分是本書的基石，旨在讓學生深入理解電路的基本概念、定律和分析方法。 實驗一：歐姆定律與基爾霍夫定律驗證 實驗目的： 深刻理解和驗證歐姆定律在直流電路中的普遍適用性，掌握基爾霍夫電壓定律和電流定律在復雜直流電路分析中的應用。 實驗內容： 搭建簡單的串聯、並聯電阻電路，使用數字萬用錶測量各元件的電壓和電流，驗證歐姆定律。 設計包含多個電源和電阻的復雜直流電路，通過實驗測量驗證基爾霍夫電壓定律（電路中各支路電壓降之和等於電源電動勢之和）和基爾霍夫電流定律（電路中任意節點流入電流之和等於流齣電流之和）。 分析實驗數據，對比理論計算值和測量值，探討誤差來源及減小誤差的方法。 實驗器件： 直流穩壓電源、電阻箱、數字萬用錶、導綫。 實驗意義： 這是所有後續電路實驗的基礎，熟練掌握這些基本定律是分析和設計任何電工電子電路的必備技能。 實驗二：RLC串聯諧振電路特性分析 實驗目的： 學習交流電路的分析方法，理解RLC串聯電路的阻抗特性，掌握諧振現象及其條件，並分析諧振時電路的幅頻特性和相頻特性。 實驗內容： 搭建RLC串聯電路，使用信號發生器提供不同頻率的正弦交流信號。 在不同頻率下，測量電路中的總電壓、總電流以及電感、電容、電阻上的電壓。 繪製電路的總阻抗與頻率的關係麯綫，確定諧振頻率。 在諧振頻率附近，測量不同頻率下的電流幅值，繪製幅頻特性麯綫（也稱為選頻特性麯綫）。 記錄諧振頻率附近的相角變化，瞭解相頻特性。 分析諧振時電路的功率因數和品質因數。 實驗器件： 信號發生器、RLC元件（電感、電容、電阻）、數字萬用錶（或交流毫伏錶）、示波器。 實驗意義： 諧振電路在通信、濾波、振蕩等領域有廣泛應用，本實驗有助於理解其工作原理和設計要素。 實驗三：疊加定理與戴維南定理驗證 實驗目的： 掌握簡化復雜綫性電路分析的兩種重要方法——疊加定理和戴維南定理，並進行實驗驗證。 實驗內容： 疊加定理： 構建一個包含兩個或多個獨立電源的綫性電路。首先，保持一個電源有效，將其他電源置零（電壓源置短路，電流源置開路），測量某支路的電流或電壓。重復此過程，對所有電源進行操作。最後，將各獨立貢獻疊加起來，得到該支路的最終電流或電壓。實驗測量結果與疊加理論計算值進行對比。 戴維南定理： 構建一個綫性電路，選取電路中的某兩個端點作為輸齣端。計算並聯（或串聯）負載接入時的等效電阻（開路電壓下，將所有獨立電源置零，計算輸齣端的等效電阻）。測量這兩個端點之間的開路電壓（即戴維南等效電壓）。根據戴維南定理，將原電路等效為一個電壓源（戴維南電壓）和一個串聯電阻（戴維南等效電阻）。在實際電路中接入不同阻值的負載，測量負載上的電壓和電流，與理論計算值進行對比。 實驗器件： 直流穩壓電源（多個）、電阻箱、數字萬用錶、導綫。 實驗意義： 這兩種定理是分析復雜電路的強大工具，能夠極大地簡化計算過程，提高分析效率。 第二部分：半導體器件與電路實驗 本部分深入探討半導體器件的特性及其在電路中的應用。 實驗四：二極管特性測試與整流電路設計 實驗目的： 學習二極管的基本伏安特性，理解單嚮導電性，並掌握二極管在整流電路中的應用，學習設計半波、全波和橋式整流電路。 實驗內容： 二極管特性測試： 使用半導體器件特性圖示儀或萬用錶，測試不同類型二極管（如普通二極管、穩壓二極管）的正嚮和反嚮伏安特性麯綫。分析二極管的導通電壓、反嚮擊穿電壓等關鍵參數。 整流電路設計： 半波整流： 搭建基於單隻二極管的半波整流電路，使用示波器觀察輸齣電壓波形，分析其失真情況和平均電壓。 全波整流（中心抽頭變壓器）： 搭建基於中心抽頭變壓器和兩隻二極管的全波整流電路，觀察輸齣電壓波形，計算平均電壓。 橋式整流： 搭建基於四隻二極管的橋式整流電路，這是最常用的全波整流方式。觀察輸齣波形，比較其與中心抽頭變壓器全波整流的優缺點。 濾波與穩壓（選做）： 在整流電路輸齣端接入濾波電容，觀察濾波效果，並嘗試使用穩壓二極管實現簡單的穩壓功能。 實驗器件： 不同類型的二極管、中心抽頭變壓器、信號發生器（或交流電源）、濾波電容、電阻、示波器、數字萬用錶。 實驗意義： 整流是電源電路的核心環節，幾乎所有的電子設備都需要直流電源，因此整流電路的學習至關重要。 實驗五：三極管（BJT）特性測試與放大電路設計 實驗目的： 掌握三極管（BJT）的基本結構、工作原理，理解電流放大作用，並能設計和分析一個簡單的單級共射放大電路。 實驗內容： 三極管特性測試： 使用三極管特性圖示儀或搭建電路，測試NPN型三極管的輸齣特性麯綫（IC-VCE）和輸入特性麯綫（IB-VBE）。分析三極管的放大區、飽和區和截止區，確定關鍵參數如電流放大係數β。 單級共射放大電路設計： 設計一個基於固定偏置或分壓偏置的單級共射放大電路。 選擇閤適的電路參數（偏置電阻、集電極電阻、旁路電容等），使三極管工作在放大區，並獲得閤適的靜態工作點。 施加一個微小的正弦交流信號作為輸入，使用示波器觀察輸齣信號的波形，測量放大電路的電壓增益、輸入電阻和輸齣電阻。 分析放大電路的頻率響應特性（可選）。 實驗器件： NPN型三極管（如9013, 8050等）、電阻、電容、信號發生器、示波器、數字萬用錶。 實驗意義： 放大電路是電子技術中最基本的電路單元，是實現信號處理、控製等功能的基礎。 實驗六：場效應管（FET）特性測試與共源放大電路 實驗目的： 學習場效應管（FET）的結構和工作原理，理解其與BJT的區彆，並能設計和分析一個簡單的共源放大電路。 實驗內容： 場效應管特性測試： 測試JFET或MOSFET的漏極特性麯綫（ID-VDS）和轉移特性麯綫（ID-VGS）。理解其電壓控製電流的特性，並確定跨導gm等參數。 共源放大電路設計： 設計一個基於自偏置或分壓偏置的MOSFET（或JFET）共源放大電路。 選擇閤適的偏置電阻和負載電阻，確保場效應管工作在放大區。 施加輸入信號，觀察輸齣信號，測量放大電路的電壓增益。 比較FET放大電路與BJT放大電路的特點（如輸入阻抗、功耗等）。 實驗器件： MOSFET或JFET（如2N7000, BS170等）、電阻、電容、信號發生器、示波器、數字萬用錶。 實驗意義： 場效應管在集成電路設計中占有重要地位，瞭解其特性和應用有助於理解現代電子係統。 第三部分：集成電路應用實驗 本部分聚焦於集成電路（IC）的廣泛應用，特彆是運算放大器（Op-amp）和邏輯門。 實驗七：運算放大器（Op-amp）基本應用電路 實驗目的： 深入理解運算放大器的理想特性，掌握其在基本模擬信號處理電路中的應用，如反相比例器、同相比例器、加法器、減法器、積分器和微分器。 實驗內容： 理想運放模型驗證： 搭建一個簡單的反相比例器，輸入一個正弦信號，觀察輸齣信號，驗證當閉環增益為-R2/R1時，輸齣信號是輸入信號的放大（或衰減）並反相。 同相比例器： 搭建同相比例器，觀察輸入輸齣信號的關係，驗證電壓跟隨器（增益為1）和一般同相比例器。 加法器與減法器： 搭建基於運放的多個輸入信號的加法器和差分放大器，驗證其疊加性和差值放大特性。 積分器與微分器： 搭建RC積分器和微分器電路，施加不同類型的輸入信號（如正弦波、方波、三角波），觀察輸齣波形，分析其數學運算功能，並瞭解實際電路中的局限性（如高頻增益過大導緻的噪聲問題）。 有源濾波器（可選）： 設計並搭建一個簡單的一階或二階有源低通或高通濾波器，觀察其濾波效果。 實驗器件： 通用運算放大器（如LM741, LM358等）、電阻、電容、信號發生器、示波器、直流穩壓電源。 實驗意義： 運算放大器是現代模擬電子電路的核心，其通用性和靈活性使其成為信號調理、濾波、控製等領域的基石。 實驗八：數字邏輯門與組閤邏輯電路 實驗目的： 學習基本的數字邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）的工作原理，理解真值錶，並能設計和實現簡單的組閤邏輯電路。 實驗內容： 基本邏輯門測試： 使用TTL或CMOS集成電路，分彆測試AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等邏輯門的輸入輸齣關係，驗證其真值錶。 組閤邏輯電路設計與實現： 譯碼器： 設計並實現一個2-4綫譯碼器或3-8綫譯碼器。 編碼器： 設計並實現一個4-2綫編碼器或8-3綫編碼器。 多路選擇器（MUX）： 設計並實現一個4選1或8選1的多路選擇器。 加法器： 設計並實現一個半加器和全加器。 其他簡單組閤邏輯： 根據課程需求，實現其他根據邏輯錶達式設計的組閤電路，如比較器等。 邏輯電路的仿真與驗證： 建議使用邏輯電路仿真軟件（如Logisim, Multisim等）進行設計和初步驗證，然後搭建實際電路進行實驗。 實驗器件： TTL或CMOS邏輯門集成電路（74LS係列或CD4000係列）、撥碼開關（作為輸入）、發光二極管（作為輸齣）、麵包闆、導綫。 實驗意義： 數字邏輯電路是數字電子技術的基礎，是計算機、微處理器等現代數字係統的基石。 實驗九：時序邏輯電路（觸發器與寄存器） 實驗目的： 學習時序邏輯電路的基本單元——觸發器（Flip-flop）的工作原理，理解其狀態存儲特性，並能設計和實現簡單的寄存器和移位寄存器。 實驗內容： 觸發器測試： SR觸發器： 搭建SR觸發器（門控SR觸發器），觀察其置位（S=1, R=0）、復位（S=0, R=1）和保持（S=0, R=0）狀態，並理解無效輸入（S=1, R=1）下的行為。 JK觸發器： 搭建JK觸發器（門控JK觸發器），驗證其置位、復位、保持和翻轉（J=1, K=1）功能。 D觸發器： 搭建D觸發器，驗證其數據鎖存功能。 T觸發器（可選）： 基於JK觸發器實現T觸發器，觀察其翻轉功能。 寄存器設計與實現： 數據存儲器（寄存器）： 使用4個D觸發器構建一個4位並行輸入/並行輸齣寄存器。實現數據的並行寫入和讀齣。 移位寄存器： 構建一個4位左移或右移移位寄存器。觀察數據在寄存器中的逐位移動過程。 實驗器件： JK觸發器集成電路（如74LS73, 74LS107等）、D觸發器集成電路（如74LS74）、SR觸發器（可由NAND/NOR門搭建）、撥碼開關、發光二極管、時鍾信號發生器（或脈衝發生器）、麵包闆、導綫。 實驗意義： 時序邏輯電路是構成更復雜數字係統的基礎，如計數器、狀態機、存儲器等，在數字係統設計中不可或缺。 第四部分：進階與綜閤實驗 本部分將前麵學習的知識進行整閤，並引入一些更具挑戰性的實驗。 實驗十：數模混閤電路與傳感器應用 實驗目的： 學習和實踐數模混閤電路的基本原理，瞭解傳感器的工作原理，並嘗試將傳感器信號進行處理和輸齣。 實驗內容： 數模轉換（DAC）與模數轉換（ADC）基礎： DAC： 搭建一個簡單的R-2R梯形DAC電路，輸入數字信號，輸齣模擬電壓，驗證其轉換精度。 ADC： 使用現成的ADC集成電路（如ADCCounter, Flash ADC等）或利用微控製器（如Arduino, STM32）的ADC功能，輸入模擬信號，通過數字接口讀取數字值，驗證其轉換過程。 傳感器接口電路： 溫度傳感器： 連接溫度傳感器（如LM35, DS18B20），采集溫度數據，並通過顯示器（LED數碼管或LCD）顯示，或通過串口發送到計算機。 光敏電阻/光電二極管： 連接光敏器件，檢測環境亮度，並根據亮度變化控製LED的亮滅或控製一個小電機。 霍爾傳感器： 演示霍爾傳感器對磁場的響應，可用於接近開關或計數。 簡單的自動控製係統（可選）： 結閤前麵學習的運算放大器、數字邏輯和傳感器，設計一個簡單的閉環控製係統，例如基於光照強度的自動颱燈亮度調節，或基於溫度的恒溫控製。 實驗器件： DAC/ADC芯片、微控製器（可選）、各種傳感器（溫度、光、磁等）、LED數碼管/LCD顯示屏、驅動電路、運算放大器、麵包闆、導綫。 實驗意義： 現實世界的很多信息是模擬的，而計算機處理的是數字信號。數模混閤電路是連接這兩者的橋梁，傳感器則是感知世界的“眼睛”和“耳朵”。 實驗十一：電子測量技術與儀器使用 實驗目的： 熟練掌握常用電子測量儀器的使用方法，如示波器、信號發生器、數字萬用錶、函數發生器、頻譜分析儀（可選），並能利用它們進行電路的參數測量和性能分析。 實驗內容： 示波器高級應用： 學習示波器的觸發模式、光標測量、數學運算功能（如FFT），測量信號的幅值、頻率、周期、相位差、上升/下降時間等。 信號發生器與函數發生器： 學習生成不同波形（正弦波、方波、三角波、任意波形）和頻率的信號，並進行調製（AM, FM等，可選）。 數字萬用錶： 熟練使用萬用錶測量直流/交流電壓、直流/交流電流、電阻、二極管壓降、通斷。 LCR錶（可選）： 測量電感、電容、電阻的參數，瞭解其頻率特性。 實際電路的參數測量： 利用上述儀器，對前麵實驗中設計的放大電路、濾波器等進行更精確的參數測量和性能評估，對比實驗結果與理論值，分析誤差。 故障診斷與排除（模擬）： 針對一些典型的電路故障（如元件損壞、接綫錯誤），學習如何利用測量儀器進行診斷和排除。 實驗器件： 示波器、信號發生器/函數發生器、數字萬用錶、LCR錶（可選）、頻譜分析儀（可選）、各種實驗電路闆。 實驗意義： 熟練掌握電子測量儀器是進行電子係統設計、調試和維護的關鍵技能。 實驗十二：微控製器（MCU）基礎應用（如Arduino/STM32） 實驗目的： 學習微控製器的基本結構和工作原理，掌握嵌入式程序設計的基本方法，並能利用微控製器實現簡單的控製和數據采集功能。 實驗內容： MCU開發環境搭建： 安裝相應的集成開發環境（IDE），瞭解編程語言（如C/C++）。 GPIO端口操作： 實現LED的閃爍（控製IO輸齣），讀取按鍵輸入（控製IO輸入）。 定時器與中斷： 使用定時器實現精確延時，利用外部中斷響應按鍵事件。 ADC與DAC（若MCU支持）： 實現模擬信號的采集（如讀取電位器或傳感器）和輸齣（如控製PWM信號）。 通信接口（UART, SPI, I2C）： 實現MCU與PC之間的串口通信，或與外圍模塊（如傳感器、顯示器）進行通信。 綜閤項目： 設計一個簡單的項目，例如： 一個簡單的電子時鍾。 一個基於超聲波傳感器的距離測量儀。 一個簡單的溫濕度監測儀並數據上傳。 一個簡易的直流電機速度控製器。 實驗器件： 微控製器開發闆（如Arduino Uno, STM32 Nucleo等）、USB數據綫、LED、按鍵、電位器、傳感器（超聲波、溫濕度等）、數碼管/LCD顯示屏、電機驅動模塊、杜邦綫。 實驗意義： 微控製器是現代電子産品智能化和自動化實現的核心，掌握MCU編程將極大地擴展學生在嵌入式係統和物聯網領域的應用能力。 本書特點： 1. 理論與實踐緊密結閤： 每個實驗都圍繞特定的理論知識點展開，通過實驗加深對理論的理解，同時實驗結果的分析也反過來印證和鞏固理論。 2. 循序漸進，難度遞增： 實驗內容從基礎的直流電路開始，逐步深入到半導體器件、集成電路、數模混閤以及嵌入式係統，符閤學生學習的認知規律。 3. 內容豐富，覆蓋麵廣： 涵蓋瞭電工電子技術領域的核心內容，力求為學生提供一個全麵而係統的實驗訓練平颱。 4. 注重工程實踐能力培養： 鼓勵學生獨立思考、設計和排查問題，培養嚴謹的科學態度和創新精神。 5. 實驗設計閤理，易於操作： 實驗項目在保證教學效果的前提下，盡量選用成本較低、易於獲取的實驗器材，並考慮瞭實驗的可重復性和安全性。 6. 配套資源豐富（如配套PPT、視頻）： （此處為示例，實際本書可能包含或不包含，但為使簡介更飽滿而加入）本書可能提供豐富的配套資源，如詳細的實驗指導PPT、關鍵實驗步驟的教學視頻、仿真軟件的使用指南等，方便學生課前預習、課後復習和深入探究。 適用對象： 本書適用於高等院校電子信息工程、自動化、電氣工程及其自動化、通信工程、測控技術與儀器等工科專業的本科生。也適用於對電工電子技術感興趣的函授生、研究生以及從事相關技術工作的工程師。 通過本實驗指導，學生將能夠： 掌握電工電子技術的基本原理和分析方法。 熟練操作和使用各種電工電子實驗儀器。 具備設計、搭建和調試基本電子電路的能力。 培養解決實際工程問題的能力和科學創新精神。 本書旨在成為學生在電工電子技術學習道路上的得力助手，為他們未來的學習和職業生涯奠定堅實的基礎。
