“電工電子技術基礎實驗”是理工科專業(yè)學生的一門技術基礎課,針對學生學習電工電子技術課程的差異,教材構建了三級實驗教學體系:基礎訓練實驗、綜合設計實驗、研究創(chuàng)新實驗。本書共3篇:第1篇介紹電路電工實驗;第2篇介紹模擬電子的基本技能實驗、綜合設計實驗和研究創(chuàng)新實驗;第3篇介紹數(shù)字電子的基本技能實驗、綜合設計實驗和研究創(chuàng)新實驗;附錄介紹了常用電子儀器原理及使用、常用元器件等有關資料。本書既可作為高等學校電子、電氣、信息類各專業(yè)學生的實驗教材,也可作為其他理工科學生理解和掌握電工電子技術知識和實驗系統(tǒng)的教材或教學參考書,同時也可供相關領域的科技工作者參考。
1.不強調學科的系統(tǒng)性,以管用、夠用、適用、實用為原則編寫教材;2.以學生學習的主動性為基礎,構建與之相配合的教材編寫體系,即采用任務驅動、項目導向、案例引入的編寫模式;3.教材的重點落在技能的夯實,必要的保障學生可持續(xù)發(fā)展的理論知識及全面素質的培養(yǎng),并與職業(yè)資格證書的初、中、高三級技能相匹配;4.教材配套全面的教學資源,包括教學大綱及教案、電子課件、習題庫及答案、動畫及視頻資料、實訓指導書、學生作業(yè)單(工作單)等。
隨著我國高等教育的大眾化,培養(yǎng)具有工程實踐能力的應用型人才已經(jīng)越來越受到人們的重視。近十年來,各高校在實踐教學方面做了多方面的積極努力。“電工電子技術基礎實驗”是理工科學生的一門技術基礎課,隨著電工電子技術的發(fā)展,這門課在實踐教學中的作用日益重要。為了提高課程的教學質量、滿足學生的要求,我們對電工電子技術實驗的內容及安排進行了改革,針對學生學習電工電子技術課程的差異,構建了“電工電子技術基礎實驗”三級實驗教學體系。
第yi級:基礎訓練。通過大量驗證性實驗教學,使學生加深理解電工電子類基本理論知識,掌握調試軟硬件的方法和技能,逐步培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的實驗能力。
第二級:綜合設計。通過綜合運用電工電子類單元電路進行組合設計實驗教學,全面提升學生綜合運用知識的能力,培養(yǎng)學生的工程實踐能力。
第三級:研究創(chuàng)新。在教師的指導下,學生開展應用性科研項目研究與工程設計,旨在全面提升學生的科學素養(yǎng),激發(fā)學生自主學習的潛能,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
在三級實驗教學體系中,減少驗證性實驗項目,把基礎性內容貫穿于綜合性、應用性、設計性實驗項目之中。特別是在研究創(chuàng)新性實驗中,盡可能大量地尋找與企業(yè)生產(chǎn)和實際生活緊密結合的項目,縮短實驗內容和實際應用的距離,從而增強學生的就業(yè)競爭力,突出應用型人才的培養(yǎng)。
參加本書編寫的教師多年來從事電工電子技術課程體系、課程內容的改革,有豐富的理論和實驗教學經(jīng)驗。本書第1篇由胡小波執(zhí)筆,第2篇由操長茂執(zhí)筆,第3篇由周俊、吳幼芬執(zhí)筆,附錄由操長茂執(zhí)筆。操長茂、胡小波負責全書的整理和統(tǒng)稿。
本書的編寫過程中,電工電子實驗教學示范中心對本書的實驗體系、實驗內容及實驗管理給予了多方面的指導、肯定和支持,浙江天煌科技實業(yè)有限公司提供了實驗系統(tǒng)和有關資料。在此,向他們表示衷心的感謝。
限于編者水平,書中難免有錯誤和不妥之處,懇請讀者批評指正。
操長茂,現(xiàn)任職與江漢大學物理與信息工程學院,副院長。2005年參與福建沙溪口電站AVC通信項目,2006年參與江西樂安大通水電站大小波動過渡過程計算機仿真項目,2008年參與平湖門水廠智能投礬系統(tǒng)項目,負責神經(jīng)網(wǎng)絡算法的應用;2008年參與的“自來水投礬神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)研究”獲武漢市科技局科學技術成果獎;2012年參與武漢市科技局科技攻關項目“基于物聯(lián)網(wǎng)的智能建筑綜合控制系統(tǒng)”,2013年參與橫向項目“油煙污水反控系統(tǒng)研制”,經(jīng)費為20萬;2013年主持湖北省教育廳科學技術研究計劃指導性項目“城市油煙排放監(jiān)管平臺開發(fā)”。已發(fā)表論文20余篇,15篇被EI檢索。目前研究方向集中在: 1.智能控制技術的實現(xiàn),包括神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊系統(tǒng)、粒子群算法等的基礎研究、仿真及軟件實現(xiàn),各種智能控制算法在工業(yè)現(xiàn)場具體應用; 2.嵌入式系統(tǒng)應用,包括物聯(lián)網(wǎng)應用、DSP處理器應用開發(fā)、Zigbee無線傳輸?shù)取?
第1篇 電路電工實驗1
實驗1 電路元件伏安特性的測繪1
實驗2 基爾霍夫定律的驗證4
實驗3 疊加原理的驗證5
實驗4 電壓源與電流源的等效變換7
實驗5 戴維南定理和諾頓定理的驗證10
實驗6 受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實驗研究14
實驗7 典型電信號的觀察與測量17
實驗8 RC一階電路的響應測試20
實驗9 二階動態(tài)電路響應的研究23
實驗10 R、L、C元件阻抗特性的測定25
實驗11 正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究27
實驗12 RC選頻網(wǎng)絡特性的測試30
實驗13 RLC串聯(lián)諧振電路的研究32
實驗14 互感電路的觀測35
實驗15 單相鐵芯變壓器特性的測試37
實驗16 三相交流電路電壓、電流的測量39
實驗17 三相電路功率的測量42
實驗18 單相電度表的校驗45
實驗19 功率因數(shù)及相序的測量47
實驗20 三相鼠籠式異步電動機49
實驗21 三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖控制53
實驗22 三相鼠籠式異步電動機正、反轉控制56
實驗23 三相鼠籠式異步電動機Y△降壓啟動控制58
實驗24 三相鼠籠式異步電動機順序控制62
第2篇 模擬電子實驗64
第1部分 基礎實驗64
實驗1 常用電子儀器的使用64
實驗2 晶體管共射極單管放大器68
實驗3 射極跟隨器75
實驗4 場效應管放大器78
實驗5 低頻功率放大器——OTL功率放大器82
實驗6 差動放大器86
實驗7 負反饋放大器89
實驗8 集成運算放大器的基本應用——模擬運算電路92
實驗9 集成運算放大器的基本應用——有源濾波器97
實驗10 RC正弦波振蕩器102
實驗11 LC正弦波振蕩器105
實驗12 直流穩(wěn)壓電源——串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源108
第2部分 綜合性實驗113
實驗13 集成運算放大器指標測試113
實驗14 集成運算放大器的基本應用——電壓比較器118
實驗15 集成運算放大器的基本應用——波形發(fā)生器121
實驗16 函數(shù)信號發(fā)生器的組裝與調試125
實驗17 壓控振蕩器128
實驗18 低頻功率放大器——集成功率放大器130
實驗19 直流穩(wěn)壓電源——集成穩(wěn)壓器134
第3部分 創(chuàng)新實驗138
實驗20 音響放大器的設計138
實驗21 簡易心電圖儀的設計139
實驗22 電子溫度計的設計140
實驗23 開關穩(wěn)壓電源的設計與調試141
第3篇數(shù)字電子實驗142
第1部分 基礎實驗142
實驗1 門電路的功能測試142
實驗2 TTL集成邏輯門的邏輯功能與參數(shù)測試147
實驗3 CMOS集成邏輯門的邏輯功能與參數(shù)測試151
實驗4 集成邏輯電路的連接和驅動154
實驗5 半加器和全加器的設計158
實驗6 組合邏輯電路的設計與測試160
實驗7 譯碼器及其應用164
實驗8 數(shù)據(jù)選擇器及其應用170
實驗9 觸發(fā)器及其應用175
實驗10 計數(shù)器及其應用182
實驗11 移位寄存器及其應用186
實驗12 使用門電路產(chǎn)生脈沖信號的自激多諧振蕩器192
實驗13 555集成時基電路及其應用195
實驗14 同步時序電路的設計200
第2部分 綜合性實驗203
實驗15 電子秒表203
實驗16 312位直流數(shù)字電壓表207
實驗17 數(shù)字頻率計212
第3部分創(chuàng)新實驗218
實驗18 智力競賽搶答器設計218
實驗19 交通燈控制電路的設計220
實驗20 簡易數(shù)顯頻率計的設計221
附錄A 電工電子相關設備及其使用224