在“新工科”建設和工程教育專業認證的大背景下，堅持“以產出為導向、以學生為中心、持續改進”的三大核心理念，是當前人纔培養改革的重點，符合與國際接軌的迫切需求，更是推動新時代工科建設的重要指導。面向電類和非電類專業開設的“電路實驗”和“電工學實驗”是工科專業的基礎實踐類課程。本書總結了廈門大學“電工學實驗”教學近年來優秀的實驗教學成果，以學生產出為導向；結合了智慧口袋實驗室，貫穿跟著學生“走”的以學生為中心的理念；借助“互聯網+電工電子實驗”大數據模式，輔助實踐教學持續改進，十分值得推薦。

本書是配套電工學（上下冊）實驗及電路實驗的教材，可配套電工學和電路理論課程開設實驗課程。整個課程包括概述（實驗要求）、測量知識以及儀器儀表的使用、自主智慧型實驗新技術以及按照直流電路、暫態電路的時域分析、交流電路、頻率特性、二端口網絡、電機與電力拖動的內容和電子技術實驗內容，最後介紹Multisim仿真軟件的使用。

李繼芳，女，廈門大學工程技術中心副主任、高級工程師，福建省高校電工學研究會副理事長，第三屆中國機械工業教育協會應用型本科電氣工程與自動化學科教學委員會委員。長期從事高等學校電子電氣學科領域的教學和科研工作，出版多部教材和著作，發表多篇科研和教研論文。

目 錄

走進實驗室 1
一、實驗課程要求 1
二、實驗課程的教學過程 2
第1篇電工實驗基礎
第1章實驗安全與故障檢測 5
1-1安全用電常識 5
一、電流對人體的危害 5
二、觸電方式 6
三、實驗室電源配線與安全用電保護 8
四、實驗室安全用電守則 10
五、實驗室電氣滅火及保護 11
1-2電子類儀器的供電與接口 11
一、供電 11
二、連接線 11
三、共地與浮地 12
1-3電工實驗常見故障及其檢測 12
一、常見故障 12
二、故障檢測的基本方法 13
第2章電工測量基礎 15
2-1電量測量基礎 15
一、基本電量與測量單位 15
二、測量方法 16
三、電工基本電量測量 16
2-2測量誤差和電工儀表的準確度 20
一、測量誤差的來源與分類 20
二、測量誤差的表示方法 21
三、電工儀表的準確度 22
2-3測量結果的誤差分析和估算 23
一、測量結果的誤差分析 23
二、誤差的傳遞與合成 25
2-4實驗數據處理與表示 26
一、實驗數據有效數字表示 26
二、運算中有效數字位數的確定 27
三、實驗數據表示 27
2-5直流電壓表、電流表量程的擴展 28
一、實驗目的 28
二、原理說明 28
三、實驗設備 29
四、實驗內容 29
五、實驗注意事項 30
六、實驗報告要求 30
思考題 30
2-6基本電工儀表的使用與測量
誤差的計算 30
一、實驗目的 30
二、實驗原理 30
三、實驗設備 32
四、實驗內容 32
五、實驗注意事項 33
六、實驗報告要求 33
思考題 33
2-7減小儀表測量誤差的方法 34
一、實驗目的 34
二、實驗原理 34
三、實驗設備 35
四、實驗內容 36
五、實驗注意事項 37
六、實驗報告要求 37
思考題 37
第3章電工電子自主式智慧實驗新技術 38
3-1A+D Lab智慧型書包實驗室概述 38
3-2A+D Lab硬件資源 39
3-3A+D Lab實驗軟件安裝與概覽 41
一、軟件安裝與登錄 41
二、軟件概覽 41
3-4我的實驗室 44
一、示波器 44
二、信號發生器 47
三、可編程電源 49
四、靜態數字IO 50
五、邏輯分析儀 51
六、波特圖儀 51
3-5 學生自主智慧實驗示例 52
一、實驗準備 54
二、實驗仿真 55
三、搭建實驗 55
四、數據獲取 55
五、實驗總結 57
六、報告整理 58
3-6教師平臺使用 58
一、實驗項目管理 58
二、實驗進度查詢 61
第4章 Multisim電路仿真 63
4-1 Multisim 概述 63
4-2 Multisim 基本界面 63
一、主菜單欄（Menu Toolbar） 64
二、仿真工具欄（Simulation
Toolbar） 64
Components） 64
四、虛擬儀器工具欄（Virtual
Instruments Toolbar） 67
五、設計管理窗口（Design Toolbox） 71
4-3 Multisim的基本操作 71
一、Multisim用戶界面的設置 71
二、電路原理圖的設計 73
三、電路的仿真 79
4-4 Multisim的仿真實例 86
一、直流電路仿真實例 86
二、RC暫態電路的仿真實例 88
三、交流電路頻率特性的仿真實例 89
四、單管放大電路仿真實例 91
第2篇電路原理實驗
第5章 電路定律與定理 95
5-1常器件認知實驗 95
一、實驗目的 95
二、原理說明 95
三、實驗設備 109
四、實驗內容 109
五、實驗注意事項 110
六、實驗報告要求 110
思考題 110
5-2件伏安特性曲線的測繪 110
一、實驗目的 110
二、原理說明 110
三、實驗設備 111
四、實驗內容 111
五、實驗注意事項 112
六、實驗報告要求 112
思考題 112
5-3電位、電壓的測定及電路電位圖的
繪制 112
一、實驗目的 112
二、原理說明 113
三、實驗設備 113
四、實驗內容 113
五、實驗注意事項 114
六、實驗報告要求 114
思考題 114
5-4 基爾霍夫定律的驗證 114
一、實驗目的 114
二、原理說明 114
三、實驗設備 115
四、實驗內容 115
五、實驗注意事項 116
六、實驗報告要求 116
思考題 116
5-5 電壓源、電流源及其電源等效變換
的研究 116
一、實驗目的 116
二、原理說明 116
三、實驗設備 117
四、實驗內容 117
五、實驗注意事項 119
六、實驗報告要求 119
思考題 119
5-6 受控源研究 120
一、實驗目的 120
二、原理說明 120
三、實驗設備 122
四、實驗內容 122
五、實驗注意事項 123
六、實驗報告要求 124
思考題 124
5-7 線性電路疊加性和齊次性驗證 124
一、實驗目的 124
二、原理說明 124
三、實驗設備 125
四、實驗內容 125
五、實驗注意事項 127
六、實驗報告要求 127
思考題 127
5-8 有源二端網絡等效參數的測定及
等效定理的驗證 127
一、實驗目的 127
二、原理說明 127
三、實驗設備 129
四、實驗內容 129
五、實驗注意事項 131
六、實驗報告要求 131
思考題 132
5-9 最大功率傳輸條件的研究 132
一、實驗目的 132
二、原理說明 132
三、實驗設備 132
四、實驗內容 133
五、實驗注意事項 133
六、實驗報告要求 133
思考題 133
5-10 互易定理 134
一、實驗目的 134
二、原理說明 134
三、實驗設備 135
四、實驗內容 135
五、實驗注意事項 136
六、實驗報告要求 136
思考題 136
第6章 一階與二階電路的時域分析 137
6-1 典型電信號的觀察與測量 137
一、實驗目的 137
二、原理說明 137
三、實驗設備 138
四、實驗內容 138
五、實驗注意事項 139
六、實驗報告要求 139
思考題 139
6-2 一階電路暫態過程的研究 139
一、實驗目的 139
二、原理說明 140
三、實驗設備 141
四、實驗內容 141
五、實驗注意事項 141
六、實驗報告要求 142
思考題 142
6-3二階電路暫態過程的研究 142
一、實驗目的 142
二、原理說明 142
三、實驗設備 144
四、實驗內容 144
五、實驗注意事項 145
六、實驗報告要求 145
思考題 145
6-4 電路狀態軌跡的觀測 145
一、實驗目的 145
二、原理說明 146
三、實驗設備 150
四、實驗內容 150
五、實驗注意事項 151
六、實驗報告要求 151
思考題 151
第7章 正弦穩態電路與三相電路 152
7-1 交流電路等效參數的測量 152
一、實驗目的 152
二、原理說明 152
三、實驗設備 153
四、實驗內容 153
五、實驗注意事項 154
六、實驗報告要求 155
思考題 155
7-2 正弦穩態交流電路的相量研究 155
一、實驗目的 155
二、原理說明 155
三、實驗設備 156
四、實驗內容 156
五、實驗注意事項 157
六、實驗報告要求 157
思考題 157
7-3正弦穩態交流電路功率因數的
研究 157
一、實驗目的 157
二、原理說明 157
三、實驗設備 158
四、實驗內容 158
五、實驗注意事項 159
六、實驗報告要求 159
思考題 160
7-4三相電路電壓、電流的測量 160
一、實驗目的 160
二、原理說明 160
三、實驗設備 160
四、實驗內容 161
五、實驗注意事項 162
六、實驗報告要求 162
思考題 162
7-5三相電路功率的測量 162
一、實驗目的 162
二、原理說明 162
三、實驗設備 163
四、實驗內容 163
五、實驗注意事項 165
六、實驗報告要求 165
思考題 165
7-6三相交流電路相序測量 165
一、實驗目的 165
二、原理說明 166
三、實驗設備 166
四、實驗內容 166
五、實驗注意事項 167
六、實驗報告要求 167
思考題 167
第8章電路的頻率響應 168
8-1件的阻抗頻率特性測定 168
一、實驗目的 168
二、原理說明 168
三、實驗設備 169
四、實驗內容 169
五、實驗注意事項 171
六、實驗報告要求 171
思考題 171
8-2 RC串並聯和雙T電路選頻特性
測試 171
一、實驗目的 171
二、原理說明 171
三、實驗設備 173
四、實驗內容 173
五、實驗注意事項 174
六、實驗報告要求 174
思考題 174
8-3 RLC串聯諧振電路的研究 175
一、實驗目的 175
二、原理說明 175
三、實驗設備 175
四、實驗內容 175
五、實驗注意事項 176
六、實驗報告要求 176
思考題 176
8-4 RLC並聯諧振電路的研究 177
一、實驗目的 177
二、原理說明 177
三、實驗設備 178
四、實驗內容 178
五、實驗注意事項 179
六、實驗報告要求 179
思考題 180
第9章 二端口網絡 181
9-1 直流雙口網絡的研究 181
一、實驗目的 181
二、原理說明 181
三、實驗設備 182
四、實驗內容 182
五、實驗注意事項 183
六、實驗報告要求 183
思考題 183
9-2 負阻抗變換器及其應用 184
一、實驗目的 184
二、原理說明 184
三、實驗設備 185
四、實驗內容 185
五、實驗注意事項 186
六、實驗報告要求 186
思考題 186
9-3 回轉器特性測試 186
一、實驗目的 186
二、原理說明 187
三、實驗設備 187
四、實驗內容 188
五、實驗注意事項 189
六、實驗報告要求 189
思考題 189
第3篇電工技術實驗
第10章 變壓器與電動機拖動實驗 191
10-1 互感線圈電路的研究 191
一、實驗目的 191
二、原理說明 191
三、實驗設備 192
四、實驗內容 192
五、實驗注意事項 194
六、實驗報告要求 194
思考題 194
10-2 單相鐵芯變壓器特性的測試 194
一、實驗目的 194
二、原理說明 194
三、實驗設備 195
四、實驗內容 195
五、實驗注意事項 196
六、實驗報告要求 196
思考題 196
10-3 三相異步電動機首尾端測試及
絕緣檢查 196
一、實驗目的 196
二、原理說明 196
三、實驗設備 198
四、實驗內容 198
五、實驗注意事項 199
六、實驗報告要求 199
思考題 199
10-4 三相異步電動機點動、啟動、
停車控制 199
一、實驗目的 199
二、原理說明 199
三、實驗設備 201
四、實驗內容 201
五、實驗注意事項 202
六、實驗報告要求 202
思考題 203
10-5 三相異步電動機的正、反轉
控制 203
一、實驗目的 203
二、原理說明 203
三、實驗設備 205
四、實驗內容 205
五、實驗注意事項 205
六、實驗報告要求 206
思考題 206
10-6 三相異步電動機自動順序啟動
控制電路 206
一、實驗目的 206
二、原理說明 206
三、實驗設備 207
四、實驗內容 207
五、實驗注意事項 208
六、實驗報告要求 208
思考題 208
10-7 三相異步電動機降壓啟動控制
電路 209
一、實驗目的 209
二、原理說明 209
三、實驗設備 210
四、實驗內容 210
五、實驗注意事項 211
六、實驗報告要求 211
思考題 211
10-8 三相異步電動機制動控制電路 211
一、實驗目的 211
二、原理說明 211
三、實驗設備 213
四、實驗內容 214
五、實驗注意事項 214
六、實驗報告要求 215
思考題 215
第4篇電子技術實驗
第11章 模擬電子技術實驗 217
11-1 常器件認知實驗 217
一、實驗目的 217
二、原理說明 217
三、實驗設備 221
四、實驗內容 221
五、實驗注意事項 223
六、實驗報告要求 223
思考題 223
11-2 三極管共射放大電路的研究 223
一、實驗目的 223
二、原理說明 223
三、實驗設備 227
四、實驗內容 227
五、實驗注意事項 230
六、實驗報告要求 230
思考題 230
11-3 場效應管放大電路 231
一、實驗目的 231
二、原理說明 231
三、實驗設備 234
四、實驗內容 235
五、實驗注意事項 235
六、實驗報告要求 236
思考題 236
11-4 運算放大器的基本應用 236
一、實驗目的 236
二、原理說明 236
三、實驗設備 241
四、實驗內容 241
六、實驗注意事項 243
七、實驗報告要求 243
思考題 243
11-5 文氏電橋正弦波振蕩器 243
一、實驗目的 243
二、原理說明 244
三、實驗設備 246
四、實驗內容 246
五、實驗注意事項 247
六、實驗報告要求 247
思考題 247
11-6 OTL功率放大電路 248
一、實驗目的 248
二、原理說明 248
三、實驗設備 249
四、實驗內容 249
五、實驗注意事項 251
六、實驗報告要求 251
思考題 252
11-7 直流穩壓電源的應用 252
一、實驗目的 252
二、原理說明 252
三、實驗設備 255
四、實驗內容 256
五、實驗注意事項 257
六、實驗報告要求 258
思考題 258
第12章 數字電子技術實驗 259
12-1 集成門電路邏輯功能測試 259
一、實驗目的 259
二、原理說明 259
三、實驗設備 262
四、實驗內容 262
五、實驗注意事項 264
六、實驗報告要求 264
思考題 264
12-2 組合邏輯電路的分析與設計 264
一、實驗目的 264
二、原理說明 264
三、實驗設備 271
四、實驗內容 271
五、實驗注意事項 271
六、實驗報告要求 271
思考題 272
12-3 觸發器及其轉換 272
一、實驗目的 272
二、原理說明 272
三、實驗設備 274
四、實驗內容 275
五、實驗注意事項 276
六、實驗報告要求 276
思考題 276
12-4 計數器 277
一、實驗目的 277





二、原理說明 277
三、實驗儀器 280
四、實驗內容 280
五、實驗注意事項 281
六、實驗報告要求 281
思考題 281
12-5 集成時基555及其應用 282
一、實驗目的 282
二、原理說明 282
三、實驗儀器 286
四、實驗內容 286
五、實驗注意事項 287
六、實驗報告要求 287
思考題 287

前 言

本書是為高等學校電類專業電路實驗和非電類專業的電工學實驗（包含電工技術和電子技術）而編寫的實驗教學用書。隨著學校新工科人纔培養要求的提高和工程教育理念的普及與深化，傳統的電工實驗課程有幾個技術發展趨勢：①測量儀器儀表工程化，替代設備廠家的簡易儀表，使學生所學即所用；②電工器件模塊化，摒棄設備廠家的實驗箱設計，使學生的實驗更具有開放性和庫擴展性；③基於“互聯網+”的智慧自主型實驗技術和便攜式實驗設備的出現，以學生為中心，讓學生可以隨時隨地做實驗，提交實驗報告，使學生實驗有更大的自主性和創新性。

為了進一步加強電工學實驗與電路實驗的教學工作，適應高等學校正在開展的課程體繫與教學內容的改革，及時反映電工電路實驗教學的研究成果，積極探索適應新工科人纔培養的教學模式，總結了近十年我們開展的電工學和電路實驗教學改革和實踐經驗，結合目前廈門大學電工學實驗室開展的電路和電工學實驗手段的更新和電工電子新技術的引進，在廈門大學歷年修訂的電工學與電路實驗指導書的基礎上，編寫了本書。本書引進了教育部產學合作協同育人合作項目產生的“電工電子自主式智慧實驗新技術”，該技術的實施凸顯了“以學生為中心”的“互聯網+”新工科人纔培養新理念，實施了“多方協同、產學合作、協同育人”新模式，建設了“線上”+“線下”“實驗室內”+“實驗室外”及“理論”+“實驗”協同教學的新結構，未來期望實現“新工科”面向工程認證的人纔培養新質量。

全書分4篇12章，第1篇是電工實驗基礎，主要內容包括實驗安全與故障檢測、電工測量基礎、電工電子自主式智慧實驗新技術和Multisim電路仿真；第2篇是電路原理實驗，主要內容包括電路定律與定理、一階與二階電路的時域分析、正弦穩態電路與三相電路、電路的頻率響應和二端口網絡等內容；第3篇是電工技術實驗，主要內容是變壓器與電動機拖動實驗；第4篇是電子技術實驗，主要內容包括模擬電子技術實驗和數字電子技術實驗。本書可作為高等學校電類專業電路實驗和非電類專業電工學實驗的基礎教材，也可供相關領域的工程技術人員學習、參考。

在教學方法上，本書吸收了廈門大學電工學實驗教學近年來優秀的實驗教學成果，注重學生課外自主學習能力和工程能力的培養。要求學生實驗前要進行課外預習，注重仿真軟件在實驗中的作用，通過對實驗電路進行仿真，加強對實驗內容的掌握，與理論分析、實際實驗結果進行比較，加深對相關理論知識的理解。智慧實驗平臺的課前和課後使用，以及利用平臺集成的示波器、信號發生器、電壓表等常用的儀器，學生可在課前通過該平臺預習指定實驗內容，也可使用該平臺完成課後開放實驗內容及綜合實驗內容。

在教學內容上，既包含基礎驗證性實驗內容，又包含設計性實驗內容和研究創新性實驗內容。本書可適應各學校實驗獨立設課和非獨立設課的不同要求，既保證了實踐教學與理論教學的緊密聯繫，又突出了電路實驗和電工學實驗的獨立性和繫統性。學校可以根據教學對像和學時等具體情況對書中的內容進行刪減和組合，也可以進行適當擴展，參考學時為32～64學時。為適應教學模式、教學方法和手段的改革，本書還同步錄制了MOOC實驗項目內容及實驗相關儀器儀表的使用視頻，並在中國大學MOOC上線，為減小本書篇幅，儀器使用指導書在MOOC平臺共享。

本書第1、2章由李繼芳編寫，第3章由李繼芳、林春編寫，基於A+D Lab的實驗建設由林春完成。第4章由黃文娟編寫，第5-1節～5-3節由李繼芳編寫，5-4節～5-10節由霍曉瑋編寫，第6、8章由張丹編寫，第7章由王曉紅、李繼芳編寫，第9章由瀋綠楠、張丹編寫，第10章由李繼芳編寫，第11章由黃永龍、李繼芳編寫，第12章由黃永龍編寫，書中前3篇的電路圖由謝路生繪制。全書由李繼芳統稿。哈爾濱工業大學的吳建強教授在百忙之中對全書進行了審閱，並提出了寶貴的修改意見。在本書的編寫過程中，電子工業出版社的王羽佳編輯為本書的出版做了大量工作。在此向他們深表謝意！

本書的編寫參考、吸取了許多專家和同仁的寶貴經驗，在此一並表示感謝！

由於作者學識有限，書中難免存在誤漏之處，望廣大讀者批評指正。

作 者