经典实验电工电子操作.ppt

1,实 验 操 作,大学电工电子教学基地,2,1）实验室供电系统：,A、B、C为三条火线；0为零线,返回,课程介绍与基础知识,3,实验室配电系统（三相四线一地制）,A、B、C为三条火线；0为零线；GND为地线,返回,课程介绍与基础知识,4,2）测量接地点：大地,返回,课程介绍与基础知识,5,3)接地与悬浮地,当测量仪器采用三芯电源线供电时,测量是以大地为参考点进行的；若采用两芯，因测量仪器外壳不与大地连接,此时测量称悬浮地。测量仪器悬浮地时，可测任意两点间电压。,返回,课程介绍与基础知识,6,4）实验电路图与电路原理图的区别,电路原理图：,定义：把元件按照一定的约束关系连接起来 的电气原理图，简称电路图，又称网 络（侧重频域）或系统（整体特性），时域多称电路。,特点：电路图中允许省略独立源（激励源）符号而以文字代之。,功能：用来反映电路结构及作理论分析之用。,返回,课程介绍与基础知识,7,4）实验电路图与电路原理图的区别,实验电路图：,定义：包括测量仪器在内的被测系统测试 连接图。,特点：独立源、测量仪器不可省略，必须 有接地符号。,功能：是搭接电路，进行系统测试连接的 依据。,返回,课程介绍与基础知识,8,R,+Ui_,信号源内阻测量实验电路图,R,课程介绍与基础知识,9,a.明确实验目的；b.做好实验前的预习；c.制订实验方案；d.按照实验电路图搭接电路；e.按实验要求完成实验内容；f.做好实验记录；g.实验结束关闭仪器电源，整理实验台。,5）实验过程,返回,课程介绍与基础知识,10,6）测量基础知识,1.绝对误差：,测量误差定义,电子测量是电子技术要掌握的基本技能，在本节中要重点掌握:,2.相对误差：,3.满度误差：,返回,课程介绍与基础知识,11,6）测量基础知识,1.绝对误差：反映的是误差范围，有正、负、单位;2.相对误差：用于反映测量精确度，为百分比；3.满度误差：用于模拟表表头。,误差应用,返回,课程介绍与基础知识,12,测量注意事项,1.模拟表头的精度采用满度误差，故应将表针调整到1/3弧长以上再读数。2.处理测量精度时，要保留适当的有效数位。3.当测量仪器用三芯电源线时是以大地为测量参考点的，此时只能测量对地电位；采用两芯时为悬浮地，可测任意两点间电压。,6）测量基础知识,返回,课程介绍与基础知识,13,7)检查故障的一般方法,在实验进程中出现故障是常有的事，需要做的是找出故障并排除之。查找并 排除故障是顺利完成实验、设备维修、系统性能调整等不可缺少的基本技能。,返回,课程介绍与基础知识,14,1.对照实验电路图检查电路是否有搭接错误(如连接位置、接触不实、短路、使用错误的器件或器件值等)。2.确定测量仪器选用正确，工作正常。3.根据故障现象判断判断可能产生的故障原因，推断故障可能所处位置。4.当故障原因、位置不好判断时，可借用仪器从激励源开始，诸点向后测各点电位，一边测量一边分析，直至找到故障。5.从输出（响应）点开始，诸点向前测各点电位，边测量边分析，直至找到故障。,查找故障可按照下列步骤进行：,返回,课程介绍与基础知识,第二单元基本电子仪器的原理与使用,16,第二单元基本电子仪器原理与使用,电子仪器的原理与使用方法,实验一 电路基本定理、定律应用网络内阻测量,17,基本电子仪器原理与使用,电路实验中常用的电子仪器有函数发生器、直流稳压电源、毫伏表、示波器等。,返回,通过本单元的学习重点掌握仪器的正确使用方法和根据实验的要求合理选用仪器。,18,1.学习仪器使用的一般步骤,返回,基本电子仪器原理与使用,19,2.基本电子仪器分类,返回,基本电子仪器原理与使用,20,2.基本电子仪器分类,21,信号发生器,功能：能输出一定幅度、频率下的多种 信号波形。,输出参数：电压、频率有一定范围。,参数调整：根据需要选择输出电压 幅度、频率范围。,使用注意事项：输出端不允许短路。,返回,基本电子仪器原理与使用,YB1639函数发生器,基本电子仪器原理与使用,YB1610函数发生器,24,直流稳压电源,功能：对外提供稳定的直流电量。,技术指标：输出电压（电流）范围等。,正确使用：输出的连接及所需量的调整。,注意事项：输出端不允许短路。,返回,基本电子仪器原理与使用,YB1731直流稳压电源,返回,26,晶体管毫伏表,功能：测量交流信号电压或电平值。,使用频率范围：频率范围应符合说明书 所给指标。,调整：使用前调整零点。,注意事项：视被测电压的大小，选择 适当量程。,返回,基本电子仪器原理与使用,YB2173晶体管毫伏表,返回,28,示波器是常用的测试仪器，能直观 和真实的显示被测信号。,示 波 器,通过屏幕可以研究信号波形的振幅 及频率的变化规律。,能定量测量信号的振幅及频率值。,返回,基本电子仪器原理与使用,29,示波器的旋钮比其他仪器的旋钮要多，各部分功能比较复杂，使用前要仔细阅读示波器的使用说明书，了解各个旋钮的作用。,示 波 器,返回,基本电子仪器原理与使用,30,示 波 器,功能：能测量电信号的幅度、周期、频率相位等变化规律。,使用方法：旋钮很多，功能各异，要仔细阅读说明书。,注意事项：被测信号的电压不能超过允许范围，光点和扫描线不要调得过亮。,返回,基本电子仪器原理与使用,YB4320双踪示波器,返回,GOS-620双踪示波器,返回,V-212 双踪示波器,返回,电阻箱,返回,35,掌握函数发生器、直流稳压电源及示波器的正确使用方法。,函数发生器 1台 晶体管毫伏表 1台 直流稳压电源 1台 示波器 1台,实验目的,实验仪器,实验一基本电子仪器使用,返回,基本电子仪器原理与使用,36,1.函数发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表的使用,1）双路直流稳压源输出组合连接,连接成正负电源输出形式，输出15V，记录连接图。,实验任务,返回,基本电子仪器原理与使用,37,正弦信号频率1.5kHz，测量输出衰减在0dB、20dB、40dB、60dB时，输出幅度的调节范围（测量函数发生器输出电压的最小、最大值）,并列表记录数值。,3）函数发生器输出幅度调整,函数发生器输出有效值5伏，频率分别为50Hz、100 Hz、1kHz、10 kHz、100kHz、1MHz、的正弦信号，用晶体管毫伏表测量函数发生器在各频率点的输出电压值。,2）函数发生器输出频率调整。,返回,基本电子仪器原理与使用,38,难点指导,周期信号的峰-峰值和有效值,周期信号的峰-峰（UP-P）值定义为信号振幅的波峰到波谷之间的距离。,基本电子仪器原理与使用,39,正弦信号有效值（Urms）与峰-峰值的关系如下式所示,周期信号的峰-峰值和有效值,难点指导,基本电子仪器原理与使用,40,难点指导,返回,基本电子仪器原理与使用,41,难点指导,返回,基本电子仪器原理与使用,42,难点指导,返回,基本电子仪器原理与使用,43,1）测量示波器校准信号的频率和峰-峰值，并记录。2）由函数发生器输出频率1kHz，峰-峰值150mV的正弦信号，用示波器测量此信号的频率和峰-峰值，并用毫伏表测量其有效值，以函数发生器指示为“真值”，计算各测试量的相对误差。,2.示波器的使用,返回,基本电子仪器原理与使用,44,使函数发生器输出us(t)=1+Sin2000t的信号（即us(t)内含直流分量为1V）。用示波器观测、调整此信号，并将观测结果放在完整的坐标系中。用坐标纸记录1：1波形。,示波器的使用,使函数发生器输出周期为10s，低电平0V，高电平2V的方波信号，用示波器观测此信 号，并记录波形图，调整对称性，观察波形的变化。,返回,基本电子仪器原理与使用,45,任务3中的输出信号是频率为2kHz、峰-峰值2V的正弦信号与1V的直流电压叠加而成。要使函数发生器产生这样的信号，需要打开电平（OFFSET）控制开关，进行直流电平设置。,难点指导,任务4中的方波信号参照任务3中正弦信号的调整方法即可。,有定量测量的项目，要详细记录主要旋钮的位置。,返回,基本电子仪器原理与使用,46,1.仪器性能研究 2.仪器内阻对测量的影响 3.特殊（幅度、频率、波形）信号的测量,选做题目（3个）,返回,基本电子仪器原理与使用,47,注意事项及要求,认真阅读教材的相关内容。正确连接函数发生器与晶体管毫伏表的测试线,根据实验内容制表，并将实验数据填入相应表格。,返回,基本电子仪器原理与使用,48,示波器荧光屏显示的波形应大小适中,便于观察取数。测量信号频率和峰-峰值时,相应的微调旋钮应放在校准位置。用毫伏表测量时，要选择合适的量程，使表针处1/3弧长以上位置读数。详细记录数据，测量信号峰-峰值和周期时，要记录示波器主要旋钮的位置。,注意事项及要求,返回,基本电子仪器原理与使用,49,正弦信号us(t)=Sin2000t的波形图,基本电子仪器原理与使用,50,正弦信号us(t)=1+Sin2000t的波形图,基本电子仪器原理与使用,第三单元基本电子元器件的识别与使用,52,第三单元基本电子元器件的识别与使用,基本电子元器件的识别与使用 实验二基本电子元器件的识别及 测试,53,第三单元 基本电子元器件的识别与使用,电子器件是组成一个实际的电子电路或电子产品最基本的单元，是一个具体的实物；而电子元件则是从实际电子元件中抽象出来的模型，是电路图中的一个符号。,返回,54,无源器件:是指没有电压、电流或功率放大能力的元器件，这类器件有电阻器（简称电阻）、电容器（简称电容）、电感器（简称电感）、二极管和数码管等。,有源器件：有源器件是指有电压、电流功率放大能力的器件，主要有三极管、场效应管和运算放大器等。,返回,基本电子元器件的识别与使用,55,1）电阻器,电阻是电路的基本元件之一，它是从实际电阻器中抽象出来的模型，在关联参考方向，可以用欧姆定律来定义电阻元件。,当u、i 是常数时,1.基本电子元器件,返回,基本电子元器件的识别与使用,56,电阻器的符号：R电阻器的单位：欧姆（）、千欧姆（k）、兆欧姆（M）。电阻器的图形符号:,1）电阻器,返回,基本电子元器件的识别与使用,57,电阻器按制造工艺和材料可分为:,合金型,薄膜型,合成型,碳膜,金属氧化膜,金属膜,电阻器按用途可分为:,固定电阻,特殊电阻,可变电阻（电位器）,电阻器的分类,返回,基本电子元器件的识别与使用,58,电阻器按用途可分为：,通用型,精密型,高阻型,高压型,高频无感型,特殊电阻,光敏电阻,热敏电阻,压敏电阻,返回,基本电子元器件的识别与使用,电阻器的分类,59,电阻器的允许误差是指实际阻值对于标称阻值的允许最大误差范围，它表示产品的精度。,电阻器的额定功率是指在标准大气压和一定环境温度下，电阻器长期连续负荷所允许消耗的最大的功率。,电阻器表面所标阻值叫标称值。电阻器的标称值是按国家规定标准化了的电阻值系列。如下表所示。,标称值：,额定功率：,允许误差：,电阻器的主要参数,到表格,标注方法,基本电子元器件的识别与使用,60,电阻器标称系列,返回,基本电子元器件的识别与使用,61,应用时将上表中所列数值乘以10n(n为正整数)。例如：1.2乘以10n得到1.2、12、120、1.2k、12k、120k、1.2M等阻值系列。,由上表可见，不同精度等级的电阻器有不同的阻值系列。,返回参数,电阻标称值,返回,基本电子元器件的识别与使用,62,a、文字符号直接标注,电阻器的标注方法,返回,基本电子元器件的识别与使用,63,对于额定功率在2W以下的小电阻，不标注功率和材料，只标注标称阻值和精度。,色码标注的电阻器表面有不同颜色的色带，每一种颜色对应一个数字，色带位置的不同，所表示的意义也不相同，它可以分别表示有效数字、乘数或允许误差。一般常用三环、四环和五环的色码电阻器。各种色带所代表的意义见下表,b、色码法,电阻器的标注方法,返回,基本电子元器件的识别与使用,64,色码代表的意义,返回,基本电子元器件的识别与使用,电阻器的色环表示方法,返回,基本电子元器件的识别与使用,66,色环电阻示例,返回,基本电子元器件的识别与使用,第一环红色，第一位有效数字为 2第二环黄色，第二位有效数字4第三环橙色，倍乘数103误差环本色，误差为20%。,第一环黄色，第一位有效数字为 4第二环紫色，第二位有效数字7第三环红色，倍乘数102误差环棕色，误差为1%。,67,特殊电阻器都是用特殊材料制造的，它们在常态下的阻值是固定的，当外界条件发生变化时，其阻值也随之发生变化，故又称其为敏感型电阻。常见的有热敏、光敏、压敏电阻器等。,特殊电阻,返回,基本电子元器件的识别与使用,68,热敏电阻器是利用半导体的电阻率受温度的影响很大的性质支撑的温度敏感器件。,热敏电阻器：,特殊电阻,图形符号,返回,基本电子元器件的识别与使用,69,负温度系数热敏电阻（NTC）：阻值随温度的升高而减小。,正温度系数热敏电阻（PTC）：阻值随温度的升高而升高。,返回,特殊电阻,基本电子元器件的识别与使用,70,光敏电阻器是利用半导体材料的电阻率受光照的影响很大的性质制成的。,图形符号,光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化。无光照时，为高阻态，阻值可达1.5M；有光照时，为低阻态，阻值减小到1k 左右。,光敏电阻:,返回,特殊电阻,基本电子元器件的识别与使用,71,图形符号,2）电位器,电位器实际上是一个可变电阻，其阻值可在一定的范围内变化。,返回,基本电子元器件的识别与使用,72,电位器作为可变电阻使用时的连接方法,作为电位器使用时的连接方法,返回,基本电子元器件的识别与使用,73,F(法拉)、F(法)、pF(皮法），常用F和pF。,电容器是电子电路中常用的器件,它是由两个导电极板,中间夹一层绝缘介质构成。当在两个导电极板加上电压时，电极上就会储存电荷。所以电容器是一种储能器件。,电容器的符号：,C,电容器的单位：,3）电容器,返回,基本电子元器件的识别与使用,74,正极,电容的图形符号：,返回,基本电子元器件的识别与使用,75,电容器按结构可分为：,固定电容器,可变电容器,半可调电容器,按介质材料可分为:,有机介质,无机介质,气体介质,电解质,电容器的分类,返回,基本电子元器件的识别与使用,76,按极性可分为无极性和有极性电容：,返回,基本电子元器件的识别与使用,电容器的分类,77,a.标称容量及精度,标称容量是电容器外表面所标注的电容量，是标准化了的电容值，其数值同电阻器一样，也采用E24、E12、E6标称系列。,b.额定工作电压,额定工作电压是电容器在规定的工作温度范围内，长期、可靠地工作所能承受的最高电压。若工作电压超出这个电压，电容器会被击穿损坏。,电容器的主要参数,返回,基本电子元器件的识别与使用,78,a.直接标注,而体积较小的电容器只标注数字，不标注单位，直接用数码表示容量。,电容器的标注方法,直接标注是用文字或数字将电容器有关的参数直接标注在电容器表面上。,体积较大的电容器可标注材料、标称值、单位、允许误差和额定工作电压或只标注标称容量和额定工作电压。,返回,基本电子元器件的识别与使用,79,C BB 1 2(非密封型聚丙烯电容器),第四部分，用数字表示产品序号,第三部分，用数字（个别用字母）表示分类,第二部分，用字母表示介质材料，BB为聚丙烯,第一部分，用字母C代表电容,例：,国产电容器的型号一般由四部分组成,返回,基本电子元器件的识别与使用,80,采用字母或数字或两者结合的方法来标注电容的主要参数。,例如：,10p表示容量为10pF,4.7表示容量为4.7 F,3p3表示容量为3.3pF,10n表示容量为10nF，即0.01F,8n2表示容量为8.2nF，即8200pF,文字符号法：,返回,基本电子元器件的识别与使用,81,103 容量为10103pF=10000pF，即0.01F,用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，后一位表示倍乘数。,例如：,104 容量为100000pF，即0.1F。,332 容量为3300pF,473 容量为47000pF，即0.047 F,数码表示法：,返回,基本电子元器件的识别与使用,82,注意：,第三位数如果是9，则倍乘数为10-1。,229表示22 10-1pF，即2.2 pF,例如：,339表示33 10-1pF，即3.3 pF,只标数字不标单位的直接表示法,采用这种表示方法的容量单位有pF和F，F用于电解电容。,例如：,4700表示4700 pF；47表示47 F。,返回,基本电子元器件的识别与使用,83,电容器示例,返回,基本电子元器件的识别与使用,84,CD25V 47F,电容,铝电解,负极标记,电容器示例,返回,基本电子元器件的识别与使用,85,电容器的种类很多,应根据电路的需要,合理的选用。,选用合适的介质；,容量及允许误差的选择；,额定工作电压。,电容器的选用,返回,基本电子元器件的识别与使用,86,通常可以用模拟万用表的电阻档检测电容器的性能。,电容器的性能检测,检测50F以上的电容器，宜选用R100档位；,1 F50 F之间，选用R1k；,1 F以下，选用R 10k档。,返回,基本电子元器件的识别与使用,87,1.用万用表的两个表笔分别与 电容的两只管脚接触。,测试漏电阻的方法,2.观察表针的摆动，若冲电过程结束，指针回到处附近，所示数值越大，表明电容的漏电阻越大。,3.一般电解电容的漏电阻为数百k以上，普通电容为。若所测电容的 漏电阻值在正常范围内，则表明电容的性能是好的。,返回,基本电子元器件的识别与使用,88,二极管是用半导体单晶材料(主要是锗和硅材料)制成的半导体器件。根据所用材料不同分为硅二极管和锗二极管。,二极管的符号：,二极管的结构：,3）二极管,返回,基本电子元器件的识别与使用,89,二极管的单向导电性,返回,基本电子元器件的识别与使用,90,伏-安特性表示的是加在二极管两端的电压和流过二极管的电流之间的关系。用伏-安特性可以更清楚的表示二极管的单向导电性。,二极管的伏-安特性,返回,基本电子元器件的识别与使用,91,二极管的伏-安特性,二极管的正向特性,当加在二极管两端的电压在零值附近时，电流为零。当电压为正向且达到一定值时，电流随着电压的增加而迅速上升，这个电压叫导通电压，硅二极管的导通电压为0.60.7V，锗二极管的导通电压为0.20.3V。,返回,基本电子元器件的识别与使用,二极管伏-安特性曲线,返回,基本电子元器件的识别与使用,93,反向击穿时，容易烧坏管子。通常二极管在正常使用时，是不允许进入击穿范围的。,二极管的反向特性,二极管加反向电压时，处于截止状态，反向电流很小，且反向电流不随电压的增大而增大，称其为反向饱和电流。,反向电压达到一定数值，二极管失去单向导电性，反向电流会突然急剧增大，称为“反向击穿”，这时的电压称为反向击穿电压。,返回,基本电子元器件的识别与使用,94,整流二极管。由硅半导体材料制成，用于整流电路。常用的有1N400系列。,检波二极管。由锗半导体材料制成，常用的有2AP系列。,稳压二极管。反向击穿时，两端电压能固定在某一电压值，基本不随电流大小变化。稳压二极管使用时反向连接，并且需要串联一限流电阻，限制击穿后的电流，以免烧毁二极管。,常用二极管类型,返回,基本电子元器件的识别与使用,95,发光二极管。伏安特性与普通二极管一样，但它的正向压降较大，在压降达到一定值时就导通发光。发光二极管的工作电压一般为1.5。发光的颜色与构成PN结的材料有关。,常用二极管类型,返回,基本电子元器件的识别与使用,96,几种常用二极管的图形符号,返回,基本电子元器件的识别与使用,97,二极管的极性识别,返回,基本电子元器件的识别与使用,98,用模拟万用表的欧姆档检测二极管的极性：,用万用表检测二极管,将万用表置于欧姆档的R100或R1k档，用两支表笔以两个方向分别与二极管两个电极相接；,两次测量得到两个阻值，若二极管质量良好,一次阻值应在10k左右,另一次为无穷大,否则二极管损坏。,返回,基本电子元器件的识别与使用,99,在阻值测得较大的一次，黑表笔接的是二极管的负极。,模拟万用表在电阻档时，黑表笔连接内部电池的正极，红表笔连接负极。,返回,基本电子元器件的识别与使用,100,测得阻值较小的一次，黑表笔接触的是二极管的正极。,返回,基本电子元器件的识别与使用,101,红表笔接负极，黑表笔接正极，显示的是“1.”。,当红色表笔接二极管的正极，黑色表笔接负极时，若二极管是好的，表上显示值是二极管的正向直流压降，锗管0.20.3V，硅管0.60.7V。,用数字万用表的二极管检测档检测二极管的极性,返回,基本电子元器件的识别与使用,102,数字万用表的红表笔连接内部电池的正极，黑表笔连接负极。,返回,基本电子元器件的识别与使用,