《电路与电子技术实验教程》
前言
本教程旨在配合《电路原理》和《模拟电子技术基础》等理论课程，通过一系列由浅入深、循序渐进的实验，帮助学生巩固和深化理论知识，掌握基本的电路与电子实验技能，培养分析问题、解决问题的能力以及严谨的科学作风。
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教程主要特点：
- 系统性： 实验内容覆盖直流电路、交流电路、暂态响应、半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器等核心知识点。
- 实践性： 强调动手操作，从仪器使用到电路搭建、参数测量、故障排查,提供详细的步骤指导。
- 引导性： 不仅包含“怎么做”，更注重“为什么这么做”,通过思考题引导学生理解实验现象背后的物理本质。
- 安全性： 始终将安全放在首位,在实验开始前强调安全注意事项。
第一章：实验基础知识与安全规范
1 实验室安全守则
- 用电安全： 严禁带电操作、人体接触裸露导体、随意更改电源设置。
- 设备安全： 正确使用仪器，了解其量程和限制，避免过压、过流。
- 应急处理： 熟悉实验室的紧急断电开关、灭火器位置和触电急救方法。
2 常用电子测量仪器介绍与使用
- 数字万用表:
- 功能：测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻、二极管、通断等。
- 使用要点：正确选择功能档位和量程，正确连接表笔,注意读数。
- 直流稳压电源:
- 功能：提供稳定、可调的直流电压和电流。
- 使用要点：设置电压/电流值，理解“恒压/恒流”模式切换,正确连接输出端。
- 函数信号发生器:
- 功能：产生正弦波、方波、三角波等标准波形。
- 使用要点：设置波形类型、频率、幅度（峰峰值Vpp或有效值Vrms）,理解输出阻抗。
- 双踪示波器:
- 功能：观察和测量电信号的波形、幅度、频率、相位等。
- 使用要点：垂直通道设置（电压/格 V/div）、水平时基设置（时间/格 s/div）、触发模式选择、探头使用与补偿。
3 电路仿真软件简介（可选）
- Multisim / LTspice / PSpice: 介绍其在实验前电路设计、仿真验证中的作用,作为硬件实验的有力补充。
4 实验报告撰写规范
- 报告结构： 实验名称、日期、姓名、同组人、实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容与步骤、实验数据与处理、实验结果分析与讨论、思考题、心得体会。
- 数据处理： 列出原始数据，使用表格和图表,进行必要的计算和误差分析。
第二章：直流电路实验
常用仪器使用与欧姆定律验证
- 实验目的：
- 熟练掌握万用表、直流稳压电源的使用方法。
- 验证欧姆定律,理解线性电阻的伏安特性。
- 用万用表测量不同电阻的阻值。
- 搭建简单电路，改变电阻两端电压，测量流过电流，绘制U-I特性曲线。
- 思考题： 测量电阻时,为何要避免手同时接触表笔两端？
基尔霍夫定律与叠加定理的验证
- 实验目的：
- 验证基尔霍夫电流定律和电压定律。
- 验证线性电路的叠加定理。
- 搭建一个含有两个电压源的复杂直流电路。
- 分别测量各支路电流和各元件两端电压。
- 将其中一个电源置零（短路），测量电路响应,验证叠加定理。
- 思考题： 实验中若出现较大误差,可能的原因有哪些？
电源的等效变换
- 实验目的：
- 理解电压源和电流源的等效互换条件。
- 掌握戴维南定理和诺顿定理的验证方法。
- 测定一个有源二端网络的伏安特性，得到其开路电压和等效内阻（戴维南等效电路）。
- 用一个实际的电压源串联电阻来等效该网络,并与原网络的外特性进行比较。
- 思考题： 如何用“开路电压、短路电流法”测量等效内阻？
第三章：交流电路实验
交流电路参数的测量
- 实验目的：
- 掌握信号发生器和示波器的配合使用,测量正弦信号的参数。
- 学习使用示波器测量两个同频率正弦信号的相位差。
- 用示波器测量函数信号发生器输出的正弦波的频率和峰峰值。
- 搭建RC或RL串联电路，用示波器同时测量输入和输出电压,测量它们之间的相位差。
- 思考题： 示波器测量相位差有哪些方法？各自的优缺点是什么？
交流电路的功率因数提高
- 实验目的：
- 理解正弦交流电路中功率、功率因数的概念。
- 掌握提高感性负载功率因数的方法。
- 测量一个感性负载（如镇流器与灯泡串联）的功率、电压、电流,计算功率因数。
- 在负载两端并联电容器，观察总电流和功率因数的变化,找到最佳补偿点。
- 思考题： 为什么并联电容可以提高功率因数？是否并联越大越好？
第四章：电路暂态响应实验
一阶RC电路的暂态响应
- 实验目的：
- 观察和分析一阶RC电路的零输入响应、零状态响应和全响应。
- 测量电路的时间常数τ,并与理论值进行比较。
- 构建RC串联电路。
- 用方波信号作为输入,用示波器观察电容两端电压的充放电波形。
- 通过波形测量时间常数τ。
- 思考题： 时间常数τ的物理意义是什么？它如何影响电路的响应速度？
第五章：模拟电子技术基础实验
常用半导体器件的测试
- 实验目的：
- 掌握用万用表判断二极管的极性和好坏。
- 掌握用万用表判断三极管的管型、基极、集电极和发射极。
- 测量二极管的正反向电阻。
- 使用万用表的二极管档或hFE档,识别三极管的类型和管脚。
- 思考题： 为什么不能用万用表的电阻档去测量三极管的放大倍数？
单管共射放大电路
- 实验目的：
- 学习晶体管放大电路的静态工作点调整方法。
- 测量放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
- 观察饱和失真和截止失真现象。
- 搭建分压式偏置共射放大电路。
- 调整上偏置电阻,使静态工作点在交流负载线的中点。
- 输入一个合适频率和幅度的正弦信号，用示波器观察输入、输出波形,测量放大倍数。
- 增大输入信号，观察失真现象,并分析原因。
- 思考题： 静态工作点对放大电路的性能有何影响？如何判断电路是饱和失真还是截止失真？
集成运算放大器的基本应用
- 实验目的：
- 学习集成运算放大器的调零方法。
- 掌握用运算放大器构成比例、加法、积分等基本运算电路。
- 反相比例放大器： 测量不同输入信号下的输出，验证
Uo = - (Rf/R1) * Ui。 - 同相比例放大器： 测量不同输入信号下的输出，验证
Uo = (1 + Rf/R1) * Ui。 - 积分电路： 输入方波,观察输出的三角波。
- 反相比例放大器： 测量不同输入信号下的输出，验证
- 思考题： 在实际应用中,积分电路为什么通常要在反馈电容两端并联一个大电阻？
附录
附录A：常用元器件符号及命名方法
- 电阻、电容、电感、二极管、三极管、运算放大器等的电路符号。
- 常见元器件的命名规则（如国产、命名）。
附录B：常用集成电路引脚图
- 列出实验中使用的典型芯片（如μA741/LM358, 74LS系列等）的引脚排列图。
附录C：思考题参考答案
- 对各实验后的思考题提供参考性的解答思路。
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