本書從人才培養(yǎng)的要求出發(fā)，結(jié)合多年教學(xué)改革與實踐的經(jīng)驗和成果編寫而成，是一本集基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、綜合性、設(shè)計性、開放性和創(chuàng)新性于一體的實踐教材。全書共6章，主要內(nèi)容包括實驗要求和用電安全概述、電工技術(shù)實驗、PLC控制實驗、電子技術(shù)實驗、PSoC開放實驗、Multisim 14軟件的設(shè)計與仿真。
本書可作為普通高等學(xué)校理工科非電類專業(yè)的電工學(xué)實驗及相關(guān)電工電子仿真訓(xùn)練等課程的實踐教材，也可作為高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校相關(guān)工科專業(yè)的實踐教學(xué)用書，還可供相關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。
本書在第一版的基礎(chǔ)上修訂而成。編者在分析當(dāng)前教學(xué)改革和社會需要的基礎(chǔ)上，為貫徹和適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展、創(chuàng)新教育和課程思政的精神，根據(jù)普通高等院校電工學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱的基本要求，以加強基礎(chǔ)、重視工程應(yīng)用為目標(biāo)，更新了第一版的內(nèi)容體系，加大了虛擬仿真實驗教學(xué)內(nèi)容。
本書是高等院校理工科電工類的實踐性教材，可培養(yǎng)學(xué)生掌握理論指導(dǎo)下的實驗方法、掌握常用電工儀表的正確使用方法，鍛煉學(xué)生的實際操作能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生安全用電的意識，從而實現(xiàn)提高學(xué)生的基礎(chǔ)實踐能力和綜合素質(zhì)的教育目標(biāo)。本書是搭建集基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計性及仿真性實驗于一體的電工學(xué)實踐教學(xué)大平臺的一部分。
本書為蘭州理工大學(xué)“電氣與控制工程國家級實驗教學(xué)示范中心”建設(shè)項目，是實驗中心實踐課建設(shè)規(guī)劃教材，得到蘭州理工大學(xué)電氣工程與信息工程學(xué)院、實驗室建設(shè)與管理處、教務(wù)處和高教研究所的大力資助。本書汲取了蘭州理工大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心老師的實踐教學(xué)經(jīng)驗，并在大家的支持與指導(dǎo)下完成。
本書由黃瑞擔(dān)任主編，負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿和校閱，丁守成、劉婕、余萍擔(dān)任副主編。其中，第1、3章由黃瑞編寫；第2章由黃瑞、丁守成和曹正編寫；第4、5章由劉婕、楊世洲、黃瑞和肖利梅編寫；第6章由余萍、杜先君、黃瑞和閆珂編寫。本書由蘭州理工大學(xué)電氣工程與信息工程學(xué)院的王文琰、王貴峰擔(dān)任主審。其中，各章實驗內(nèi)容得到了各位實驗老師的精心測試，在此表示感謝。
本書根據(jù)新實驗設(shè)備的更新對第1章“常用電工電子儀器儀表的使用”內(nèi)容進(jìn)行了刪除，修訂為“實驗要求和用電安全概述”；根據(jù)《電工學(xué)基礎(chǔ)》新實驗大綱要求，優(yōu)化了第2、3、4、5章的基礎(chǔ)實驗項目，修訂了部分內(nèi)容；根據(jù)“虛實融合”教學(xué)模式改革，對第6章增加了仿真實驗項目，豐富了虛擬仿真實驗的內(nèi)容和方法。
感謝蘭州理工大學(xué)電氣工程與信息工程學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的支持，感謝蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院電工電子教學(xué)部老師們的大力支持，感謝袁桂慈老師的建議和幫助。
本書在編寫過程中參考了大量的國內(nèi)外著作和資料，在此向相關(guān)作者表示衷心的感謝！
由于我們水平有限，書中疏漏和不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。
編 者
2021年10月于蘭州理工大學(xué)
第1章 實驗要求和用電安全概述 1
第2章 電工技術(shù)實驗 8
2.1 電阻元件伏安特性的測定 8
2.2 疊加定理 10
2.3 電壓源、電流源及其電源等效變換的研究 13
2.4 戴維寧定理 15
2.5 最大功率傳輸條件的測定 18
2.6 常用典型信號的測量方法 20
2.7 RC一階電路 23
2.8 二階動態(tài)電路響應(yīng)的測試 26
2.9 三表法測定交流電路等效參數(shù) 29
2.10 感性負(fù)載電路及其功率因數(shù)提高的研究 31
2.11 RLC串聯(lián)諧振電路 34
2.12 互感電路 36
2.13 單相電度表 38
2.14 三相電路電壓、電流及功率的測量 41
2.15 直流他勵電動機(jī) 43
2.16 單相變壓器 46
2.17 三相異步電動機(jī)的參數(shù)測定 49
2.18 三相同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)運行 53
2.19 三相異步電動機(jī)在各種運行狀態(tài)下的機(jī)械特性研究 57
2.20 基本繼電接觸控制電路 61
2.21 三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 63
2.22 三相異步電動機(jī)的星形-三角形降壓起動控制 64
2.23 常用機(jī)床和電動葫蘆的控制 66
第3章 PLC控制實驗 69
3.1 FX系列可編程控制器 69
3.1.1 FX系列可編程控制器簡介 69
3.1.2 PLC基本指令 72
3.1.3 PLC編程語言 76
3.2 GX Developer編程軟件操作簡介 77
3.3 PLC控制舞臺燈光 87
3.4 PLC控制小車自動往返運動 90
3.5 PLC控制噴泉的模擬實驗 91
3.6 PLC控制交通燈 93
3.7 PLC控制數(shù)碼顯示 95
3.8 PLC控制天塔之光 99
3.9 PLC控制溫度和液位 102
3.10 PLC控制三相步進(jìn)電動機(jī) 104
3.11 PLC控制三層電梯的模擬實驗 107
第4章 電子技術(shù)實驗 112
Ⅰ 模擬電子技術(shù)實驗 113
4.1 單管共射極放大電路 113
4.2 負(fù)反饋放大電路 118
4.3 集成運算放大器的應(yīng)用(基本運算電路) 121
4.4 低頻功率放大電路 124
4.5 整流、濾波和穩(wěn)壓電路 126
4.6 波形產(chǎn)生電路 129
4.7 簡易音頻功率放大電路 131
Ⅱ 數(shù)字電子技術(shù)實驗 134
4.8 基本邏輯門電路的應(yīng)用 134
4.9 中規(guī)模組合邏輯器件的應(yīng)用 136
4.10 觸發(fā)器 140
4.11 計數(shù)器 143
4.12 移位寄存器的應(yīng)用 147
4.13 集成定時器的應(yīng)用 151
4.14 簡易電子秒表 154
第5章 PSoC開放實驗 157
5.1 PSoC實驗平臺簡介 157
5.2 可編程增益放大器PGA 167
5.3 電壓比較器Comparator實驗 173
5.4 定時器Timer實驗 178
5.5 計數(shù)器Counter實驗 182
5.6 模數(shù)轉(zhuǎn)換器Delta Sigma ADC實驗 187
5.7 數(shù)模轉(zhuǎn)換器Voltage DAC實驗 191
第6章 Multisim 14軟件的設(shè)計與仿真 196
6.1 Multisim 14軟件簡介 196
6.2 疊加定理仿真實驗 197
6.3 戴維寧定理仿真實驗 198
6.4 RC一階電路仿真實驗 199
6.5 單相交流電路等效參數(shù)測定仿真實驗 200
6.6 三相電路電壓、電流及其功率的測量仿真實驗 203
6.7 積分電路的設(shè)計與仿真 204
6.8 二極管的單向?qū)ㄌ匦缘脑O(shè)計與仿真 205
6.9 場效應(yīng)管及其放大電路的設(shè)計與仿真 206
6.10 RC移相式振蕩器的設(shè)計與仿真 208
6.11 三角波及鋸齒波波形產(chǎn)生電路的仿真 209
6.12 74LS148D測試電路的設(shè)計與仿真 211
6.13 555定時器構(gòu)成多諧振蕩器電路的設(shè)計與仿真 212
6.14 交通燈電路的綜合設(shè)計與仿真 213
附錄 實驗報告統(tǒng)一格式 215
參考文獻(xiàn)
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