电工与电子技术实验室1隶属于电子信息工程系,是深化电工电子类学科教学改革、支撑理工科人才培养的核心实践平台。实验室紧密对接电工电子技术学科发展前沿及相关工程技术领域基础需求,着力培养学生扎实的电路设计、参数测量、故障排查与数据处理等核心能力,为其从事电子工程研发、电子电气系统运维及相关科学研究工作奠定坚实的技术基础和工程素养。
实验室概况
实验室占地面积137平方米,现有教学仪器设备总值约55.97万元。实验室配备电路与模电系列实验箱及配套仪器设备,涵盖双踪示波器、函数信号发生器、数字万用表、交流毫伏表等核心设备,有各类实验仪器设备192余台(套),设备更新率保持在较高水平。核心实验装置覆盖电路分析、模拟电路两大核心领域,包括电阻、电容、电感、晶体管、集成运放等各类元器件及专用实验模块。
实验室打破传统按课程孤立设置的模式,以“基础夯实、模块集成、虚实联动”为设计理念,构建集基础验证、综合设计、创新探究于一体的全流程实验教学体系。通过全景复现电工电子电路的工作场景与动态特性,彻底解决传统教学中电路原理抽象、理论与实操脱节、实验流程碎片化的痛点,为学生提供沉浸式、系统化的实践体验。
功能定位
在功能上,实验室主要承担《电路分析》《模拟电子技术》等核心课程的教学任务,围绕课程涵盖的电路基础、动态电路、放大电路、滤波电路、稳压电路等核心知识板块,构建适配课程教学需求的分层实验体系。既开设基本电工仪表使用、电阻串并联电路、共发射极放大电路、整流滤波电路等验证性实验,将抽象的电路理论转化为具象化的实操体验,帮助学生建立理论与实际的关联认知;同时设置双口网络测试、有源滤波器设计、波形发生电路调试、晶闸管应用等综合性实验,引导学生深入探究电路规律,掌握从电路设计、参数调试到性能优化的完整流程。通过差异化实验内容的设置,切实为课程理论知识的落地应用提供支撑,同时助力学生逐步提升电路操作、工程思维与解决实际问题的能力。
实验室开设的实验项目具体如下:
1.电路分析类实验
(1)电阻串并联及混联电路实验:掌握电阻串并联、混联电路的特点,能分析实际电路的等效电阻、电压分配及电流分配规律,学会伏安法测电阻。识别常用电路元件,掌握线性电阻、半导体二极管、稳压管等元件伏安特性的测绘方法,理解线性与非线性元件的特性差异。
(2)直流电阻电路故障的检查:熟练运用万用表,掌握用测量电阻、电压和电位的方法检查电路接线错误、断线、短路等常见故障。基尔霍夫定律的验证:验证基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)的正确性,学会用电流插头、插座测量各支路电流,加深对电路基本定律的理解。叠加原理的验证:验证线性电路叠加原理的正确性,理解线性电路的叠加性和齐次性,掌握多独立源作用下电路响应的分析方法。
(3)戴维南定理和诺顿定理的验证:掌握测量有源二端网络等效参数的方法,验证戴维南定理和诺顿定理的正确性,学会等效电路的构建与应用。最大功率传输条件测定:掌握负载获得最大功率的条件,理解电源输出功率与效率的关系,学会通过实验确定最佳负载电阻。
(4)受控源的实验研究:研究VCVS、VCCS、CCVS、CCCS四种受控源的外特性及转移参数,加深对受控源物理概念的理解。
(5)典型电信号的观察与测量:熟悉函数信号发生器和示波器的使用,掌握正弦波、方波等典型电信号的波形参数测量方法。 RC一阶电路的响应测试:测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应,学习时间常数的测量方法,理解微分电路和积分电路的原理与应用。二阶动态电路响应的研究:测试二阶动态电路的零状态响应和零输入响应,观察过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种响应状态,了解电路参数对响应的影响。
(6)RC选频网络特性测试:熟悉文氏电桥电路的结构特点,学会测定文氏桥电路的幅频特性和相频特性,理解其选频原理。
(7)R、L、C串联谐振电路的研究:绘制串联谐振电路的幅频特性曲线,理解电路谐振的条件和特点,掌握品质因数Q值的物理意义及测定方法。
(8)双口网络测试:加深对双口网络基本理论的理解,掌握直流双口网络传输参数的测量技术,验证双口网络级联后的等效参数关系。互易定理的验证:验证互易定理的正确性,加深对线性电路互易特性的理解,掌握互易定理的应用场景。
(9)二阶网络状态轨迹显示实验:掌握观察二阶电路状态轨迹的方法,理解电路状态变量的概念,观察不同参数下电路的状态轨迹变化互感耦合电路实验:学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法,理解线圈相对位置和铁芯材料对互感的影响。
2.模拟电路类实验
(1)共发射极放大电路:掌握共发射极放大电路的工作原理,学会静态工作点的设置与调整方法,了解工作点对放大器性能的影响,掌握电压放大倍数、输入输出电阻的测试方法。两级放大电路:掌握多级放大电路静态工作点的合理设置,学会放大器频率特性的测试方法,了解放大器失真的原因及消除方法。负反馈放大电路:研究负反馈对放大器性能的影响,掌握负反馈放大器电压放大倍数、输入输出电阻的测试方法,理解负反馈对放大倍数稳定性的改善作用。射极跟随器:掌握射极跟随器的特性及测量方法,熟悉其高输入电阻、低输出电阻的特点,进一步学习放大器各项参数的测量技巧。集成功率放大器:熟悉集成功率放大器的特点,掌握集成功率放大器的主要性能指标及测量方法,了解功率放大器的应用场景。
(2)差动放大电路:熟悉差动放大器的工作原理,掌握差动放大器的基本测试方法,理解差模放大倍数、共模放大倍数及共模抑制比的概念。互补对称功率放大器:熟悉OTL互补对称功率放大器的工作原理,掌握最大不失真输出功率、效率等性能指标的测量方法,理解功率放大器的设计要点。
(3)比例求和运算电路:掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点和性能,学会这类电路的测试和分析方法,理解运算放大器的线性应用。积分与微分电路:学会用运算放大器组成积分、微分电路,掌握积分、微分电路的特点及性能,观察输入输出信号的相位和幅值关系。波形发生电路:掌握方波、三角波、锯齿波等波形发生电路的特点和分析方法,熟悉波形发生器的设计与调试方法,理解电路参数对波形频率和幅值的影响。有源滤波器:熟悉低通、高通、带阻等有源滤波器的构成及特性,学会测量有源滤波器的幅频特性,理解滤波器的频率选择功能。电压比较器:掌握电压比较器的电路构成及特点,学会测试过零比较器、滞回比较器的方法,观察比较器的输入输出特性。集成电路RC正弦波振荡器:掌握桥式RC正弦波振荡器的电路构成及工作原理,熟悉正弦波振荡器的调整、测试方法,观察RC参数对振荡频率的影响。波形变换电路:熟悉方波变三角波、正弦波变方波等波形变换电路的工作原理及特性,掌握电路的参数选择和调试方法。
(4)整流滤波与并联稳压电路:熟悉单相半波、全波、桥式整流电路的工作原理,观察电容滤波的作用,了解并联稳压电路的结构及稳压特性。串联稳压电路:研究串联型稳压电源的主要特性,掌握其工作原理、调试及测量方法,理解稳压系数、输出电阻等关键参数的意义。集成稳压器:了解集成稳压器的特性和使用方法,掌握直流稳压电源主要参数的测试方法,熟悉集成稳压器的灵活应用。
实验室既是学生锤炼电工电子核心实验技能的练兵场,也是培养严谨工程态度、逻辑思维与创新实践能力的重要载体。通过理论与实操的深度融合,实现以验促学、以学促研,为理工科领域高质量人才培养提供强有力的支撑。
供稿人:杜国清 编发:麦晓婷 初审:胡彩云 复审:余晓锣 终审:解成俊