本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材的修订版。本书按照基本电工测量方法和手段、典型现象观测、常用电器使用及控制、通用集成电路组件的认识和使用等组成22个实验专题,配有简洁且细致的学习材料,以帮助学生自主完成实验准备、实验详细方案设计、实验进程、实验总结等整个实验过程,并将思考题和判断题贯穿于其中,力求避免实验过程特别是实验接线中的常见错误,同时引导学生在实验预习及实验过程中进行积极深入的思考。
为配合本教材推行自主实验教学模式,从本教材2006年出版之初,我们就为实验过程中用到的主要仪器仪表及基本电气设备研制了声、视频、字幕相结合的自主学习课件(网络版)和实验预习资格审核系统(网络版),2012年教材第二版仍然保留了这两项重要的辅学资源。一直以来,它们对配合本教材推行自主实验的教学模式起到了重要作用。实际上,制作实验仪器的辅教及辅学课件,把它们用到实验教学过程中,是一种普遍受到推崇的做法。
经过对十年来基于本教材及配套课件的实验教学的反思和调研,我们发现:
1.实验预习资格审核系统的作用是积极的。它是使学生“必须”自主预习的一种举措,配合课上对预习情况的检查和评分,能够逐步引领学生踏入自主实验之门,让他们真正感受自主实验的收获和乐趣,促成他们的自主实践的“习惯”。
2.辅学型仪器仪表及基本电气设备学习课件,在将仪器及设备使用方法学习的部分时间拓展到上课之前、利用多媒体技术提高学习效率等方面,作用是积极的,但与自主实验关联性偏弱。漂亮课件的观看不等于操作技能的掌握。把对仪器仪表及基本电气设备使用方法的学习建筑在学习者的操练过程中是编写本教材第三版的主要动意。
此次再版在保留教材第一版和第二版“作为学习者自主完成实验项目帮手”的编写风格和特色的前提下,在以下方面进行了改进:
1.关于对操作仪器仪表及基本电气设备的学习,精心设计和编写相关内容,在操作一感悟一提示一自我小结的牵引下,引领学习者踏上自我实践之路,经过操练,使学生再面对新仪器新设备时,获得通过资料掌握使用它们的自信。在这一编写思想下,①对教材第3章、第13-15章、第17章进行了重新编写;②对其余章节相关内容进行了调整。因这部分改动较大,相关内容已经过了两个学期的成功试用和完善。
2.将教材一版和二版用到的EWB平台升级为MUITISM12,为此,对教材第9、10章进行了重新编写。
3.进一步丰富了基于PLC实现逻辑控制的内容,新增了基于PLC实现数字逻辑系统的内容。
1 基本电气设备、电器元件及功能电路外部特性的测量
1.1 实验任务与目的
1.2 预备知识(外部特性及其类型)
1.3 外部特性测量基础
1.3.1 测量方案
1.3.2 测量外部特性的重要策略:“先粗测,再细测”
1.3.3 指针式直流电压表和指针式直流电流表的使用
1.3.4 如何测量电压
1.3.5 以测量外部特性为目的的实验数据整理
1.4 测试对象介绍
1.5 实验的准备及实验结果的整理
1.6 参考学时及实验方案建议
1.7 部分思考题答案
2 电工测量数据的误差分析
2.1 实验任务与目的
2.2 预备知识
2.2.1 电路中结点上各条支路电流的关系
2.2.2 电路回路中各段电压的关系
2.2.3 多激励线性电路的分响应和总响应
2.3 实验基础
2.3.1 真值、标称值、理论值和测量值
2.3.2 实验误差估计及实验结论
2.3.3 仪表量程的估计方法
2.4 实验准备及提示
2.5 对实验报告的要求
2.6 参考学时及实验方案建议
2.7 部分思考题、判断题答案
3 信号源、示波器的使用——仪器学习入门(1)
3.1 实验任务与目的
3.2 预备知识
3.2.1 信号源和示波器功能简述
3.2.2 信号源信号的引出及示波器测试信号的接入
3.3 认识性实验进程
3.4 参考学时及实验方案建议
4 几种典型应用电路工作波形的测试
4.1 实验任务与目的
4.2 预备知识
4.3 实验基础及实验指导
4.3.1 指定电路1:整流-滤波
4.3.2 指定电路2:连续方波信号激励的一阶RC电路
4.3.3 指定电路3:加法电路
4.3.4 指定电路4:比较器电路
4.4 实验报告要求
4.5 参考学时及实验安排建议
4.6 部分思考题、判断题答案
5 交流电路电压、电流及功率测量
5.1 实验任务与目的
5.2 预备知识
5.2.1 交流电路中的电压关系及电流关系
5.2.2 交流电路的功率消耗
5.3 实验基础
5.3.1 用一块电流表测量多条支路电流的技巧
5.3.2 功率表的使用
5.4 实验电路的实现
5.5 实验准备及实验报告要求
……
6 电感线圈参数测量与研究
7 功率因数的提高
8 三相电路的连接与观测
9 基于计算机仿真平台的电路过渡过程观测
10 基于计算机仿真平台的无源及有源滤波电路频率特性对比分析
11 电动机等电器的继电接触控制基础
12 几种常规的继电接触器控制的实现
13 可编程逻辑控制(PLC)应用入门
14 基于PLC的逻辑控制的设计与实现
15 基于PLC的模拟量自动调节与控制
16 单相整流(含可控整流)滤波电器的实现与观测
17 稳压源、信号源、示波器的使用——仪器学习入门(2)
18 电子实验箱的认识
19 基本晶体管放大电路的实现及基本功能测试
20 典型晶体管放大电路研究
21 运算放大器基本线性应用的实现与测量
22 运算放大器扩展实验
23 基本数字集成电路组件应用
附录
参考文献