电工电子学实验教程目录

电工电子学实验教程

MultiSim在电工与电子技术实验教学中的应用 电工电子技术实验教程

关于电子电工的实验

电工电子学问题。如图电路中，求电流源两端的电压，电压源两端的电流及各自的功率。

电工电子学实验教程

    电工电子学实验教程

    电工电子学实验教程是一门理论与实践紧密结合的课程，通过实验操作，使学生更好地理解和掌握电工电子学的相关理论知识和技能。本教程主要包含以下九个方面的实验内容：

    1. 电路基础实验

    实验一：基本电路元件的测量与性质研究

    实验二：基尔霍夫定律的验证

    实验三：戴维南定理与诺顿定理的验证

    2. 模拟电子实验

    实验一：二极管与三极管的特性研究

    实验二：放大器的基本性能测试

    实验三：负反馈放大器的研究

    3. 数字逻辑实验

    实验一：基本逻辑门电路的研究

    实验二：组合逻辑电路的设计与测试

    实验三：时序逻辑电路的研究

    4. 电机与控制实验

    实验一：直流电机的基本控制与调速

    实验二：交流电机的基本控制与调速

    实验三：步进电机与伺服电机的应用

    5. 电力电子实验

    实验一：整流电路的性能研究

    实验二：逆变电路的性能研究

    实验三：直流斩波电路的性能研究

    6. 可编程控制器实验

    实验一：基本指令编程与控制实现

    实验二：顺序控制编程与实现

    实验三：模拟量的处理与控制

    7. 信号与系统实验

    实验一：信号的基本运算与波形变换

    实验二：信号的频谱分析

    实验三：系统的稳定性分析

    8. 测量仪表实验

    实验一：万用表的制作与使用方法研究

    实验二：示波器的原理与使用方法研究

    实验三：功率表的使用方法研究

    9. 综合设计实验

    实验一：基于模拟电路的信号放大器设计

    实验二：基于数字逻辑电路的计数器设计

    实验三：基于可编程控制器的自动化生产线设计

MultiSim在电工与电子技术实验教学中的应用 电工电子技术实验教程

　　[摘 要]文章对MultiSim仿真软件进行了介绍,探讨了其在电工电子技术实验教学中的应用,利用该虚拟电子实验台辅助实验教学,可以克服传统实验中的一些不足,使实验教学更加方便、灵活、直观,能取得更好的教学效果。

　　[关键词]电子设计自动化(EDA) 虚拟电子实验台 MultiSim 仿真

　　[中图分类号]TP391.1[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)02-0127-01

　　在科学技术日新月异的背景下,随着教育改革的深入,如何实现教育技术现代化、教学

　　手段现代化已经成为我国教育改革所面临的一个重要课题。

目前,在电工电子技术实验教学方面,国内多数高校仍主要采用实物元器件进行硬件连线测试,大多数采用面包板或者各种现成的实验箱。

这种传统的实验方式由于受实验室条件的限制,在给学生开设一些扩展型、设计型以及综合型实验时将会遇到困难,特别是新器件,新设备价格昂贵,一般院校的电子学实验室更是无法承受。

　　随着电子设计自动化(EDA)技术的发展,开创了利用“虚拟仪器”、“虚拟器件”在计算机上进行电子电路设计和实验的新方法。

目前,在这类仿真软件中,“虚拟电子实验台”――MultiSim较为优秀,其应用逐步得到推广。

这种新型的虚拟电子实验技术,在创建实验电路时,元器件和测试仪器均可以直接从屏幕图形中选取,而且软件中的测试仪器的图形与实物外形基本相似。

利用MultiSim仿真软件进行电工电子技术实验教学,不仅可以弥补实验仪器、元器件短缺以及规格不符合要求等因素,还能利用软件中提供的各种分析方法,帮助学生更快、更好地掌握教学内容,加深对概念、原理的理解,并能熟悉常用的电工电子仪器的测量方法,进一步培养学生的综合能力和创新能力。

　　1 仿真实验操作步骤

　　(1)根据实验内容从元件库选择元件放到工作区;

　　(2)将工作区中的元件按照电路布局进行放置,并设置好元件参数,用导线将元件连接起来;

　　(3)在电路中需要观测的节点放置、连接电压、电流表计和示波器、信号发生器等观测仪器;

　　(4)根据测试要求设定仪器参数,进行电路仿真、观测。

　　2 电路仿真运行

　　电路创建完毕,点击“运行”开关后,就可以从万用表、示波器等测试仪器上读得电路中被测数据。

整个仿真运行过程可分成以下几个步骤:

　　(1)数据输入:将已创建的电路图结构、元器件数据读入,选择分析方法;

　　(2)参数设置:检查输入数据的结构和性质,以及电路中的阐述内容,对参数进行设置;

　　(3)电路分析:对输入信号进行分析,形成电路的数据,并将所得数据送至输出级;

　　(4)数据输出:从测试仪器如示波器或万用表等上获得仿真运行的结果。

记录测量的波形图。

　　3 MultiSim在电工电子实验教学中的应用举例

　　3.1 测试与非门的逻辑功能

　　(1)首先选择电子仿真软件元器件,再选择“Component”栏中选中“74LS00D”。

完成相应设置,将它置于电子平台上;所示元件部件条其中有A、B、C、D四个按钮,表示集成4个独立的与非门部件。

单击其中一个按钮选出“A～D”任一个钮,虚化表示被调出。

　　(2)单击电子仿真软件Multisim 10基本界面元器件栏符号(Place Source信号源库)按钮,选取弹出对话框中“Family”栏下的“POWER-SOURCES”系列,再在“Component”栏中分别选中“VCC”和“GROUND”。

单击对话框右上角的“OK”按钮完成选择,将电源线和地线调出,置于电子平台上。

　　(3)单击电子仿真软件Multisim 10基本界面元器件栏符号(Place Basic)按钮, 选取弹出对话框中“Family”栏下的“SWITCH”系列,再在“Component”栏中选中“SPDT”,将单刀双掷开关调出,置于电子平台上,共需4个。

调整开关水平转向,排列整齐,依次双击开关图标,分别将它们的“Key”设置成1、2(或者A、B)即可。

将它们置于电子平台。

　　(4)单击电子仿真软件Multisim 10基本界面元器件栏符号(Place Indicator)按钮,选取弹出对话框中“Family”栏下的“PROBE”系列,再拉动“Component”栏下的流动条选中“PROBE-RED”如图一所示。

单击对话框右上角的“OK”按钮,将红色指示灯调出1个,置于电子平台上。

　　(5)单击电子仿真软件Multisim 10基本界面虚拟仪器工具条上的“Muleimeter”按钮,调出虚拟万用表“XMM1”,将其放置在电子平台上,将所调出元件和仪器组建仿真电路。

　　(6)双击虚拟万用表图标“XMM1”,将出现它的放大面板,按下放大面板上的“电压”和“直流,即―”两个按钮,将它用来测量直流电压。

将以上调出元件经移动整理后连好仿真电路如图二所示。

　　(7)打开仿真开关,按右表所示,分别按动键盘上的“A”和“B”键,使与非门的两个输入端为表中4种情况,从虚拟万用表的放大面板上读出各种情况的直流电位,并将电位转换成逻辑状态。

　　4 用与非门组成其他功能门电路

　　4.1 用与非门组成或门电路

　　按要求,分别按动键盘上的键,观察并记录指示灯的发光情况,并将其转换为逻辑状态。

　　4.2 用与非门组成异或门

　　调出元件,并组成异或门仿真电路。

开启仿真开关,按表要求分别按动键盘上的A和B键,观察并记录指示灯的发光情况,并将其转换为逻辑状态。

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关于电子电工的实验

基尔霍夫定律和迭加原理

5一、实验目的

加深对基尔霍夫定律和迭加原理的内容和适用范围的理解。

二、原理及说明

1、基尔霍夫定律是集总电路的基本定律。

它包括电流定律和电压定律。

基尔霍夫电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零,即: ∑I=0

基尔霍夫电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路内所有支路或元件电压的代数和恒等于零,即: ∑U=0

2、迭加原理是线性电路的一个重要定理。

如果把独立电源称为激励，由它引起的支路电压、电流称为响应，则迭加原理可简述为：在任意线性网络中，多个激励同时作用时，总的响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。

三、仪器设备

电工实验装置: DG011 、 DY031 、 DG053

四、实验内容

1、基尔霍夫定律

1) 按图2-1接线。

其中I1、I2、I3是电流插口，K1、K2是双刀双掷开关。

2) 先将K1、K2合向短路线一边，调节稳压电源，使US1=10V，US2=6V，（用DG053的20V直流电压表来分别测量DY031的输出电压）。

3) 将K1、K2合向电源一边，按表2-1中给出的各参量进行测量并记录，验证基尔霍夫定律。

图2-1

表2-1 基尔霍夫定律

I1(mA) I2(mA) I3(mA) 验证 ∑I入=∑I出

节点 b:

Uab（V） Ubc（V） Ubd（V） Uda（V） Ucd（V） 验证 ∑U = 0

回路abcda 回路abda

2、迭加原理

实验电路如图2-1。

1) 把K2掷向短路线一边，K1掷向电源一边，使Us1单独作用，测量各电流、电压并记录于表2-2中。

2) 把 K1 掷向短路线一边，K2 掷向电源一边，使Us2单独作用，测量各电流、电压并记录在表2-2中。

3) 两电源共同作用时的数据在实验内容1中取。

表2-2 迭加原理

I1(mA) I2(mA) I3(mA) Uab(v) Ubc(v) Ubd(v)

US1单独作用

US2单独作用

US1、US2共同作用

验证迭加原理

六、报告要求

1. 用表2-1和表2-2中实验测得数据验证基尔霍夫定律和迭加原理

2. 据图2-1给定参数，计算表2-2中所列各项并与实验结果进行比较。

电工电子学问题。如图电路中，求电流源两端的电压，电压源两端的电流及各自的功率。

根据KVL，电压源两端电压U=2x2+10=14V，电压方向上正下负，电压电流方向相反为非关联方向，发出功率为14x2=28W。

设电压源电流I自上而下，根据KCL，10/10+I=2，解得I=1A，电压电流方向相同为关联方向，吸收功率为10x1=10W。

电子学是一门以应用为主要目的的科学和技术。

它主要研究电子的特性和行为，以及电子器件的物理学科。

电子技术是应用电子学的原理设计和制造电路、电子器件来解决实际问题的科学。

现代的电子学已经成为了举世瞩目的学科。

标志着电子学诞生的两个重大的历史事件，是爱迪生效应的发现和关于电磁波存在的验证实验。

1883年，爱迪生在致力于延长碳丝白炽灯的寿命时，意外地发现了在灯丝与加有正电压的电极间有电流流过，电极为负时则无电流，这就是爱迪生效应。

这一发现导致了后来电子管的发明。

1887年，德国H.R.赫兹进行了一项实验，他用火花隙激励一个环状天线，用另一个带缝隙的环状天线接收，证实了麦克斯韦关于电磁波存在的预言，这一重要的实验导致了后来无线电报的发明。