实验二 叠加原理验证

一． 实验目的

1． 验证叠加定理，加深对该定理的理解。 2． 掌握叠加原理的测定方法。

3． 加深对电流和电压参考方向的理解。

二． 实验原理与说明

对于一个具有唯一解的线性电路，由几个独立电源共同作用所形成的各支路电流或电压，是各个独立电源分别单独作用时在各相应支路中形成的电流或电压的代数和。

图4-1所示实验电路中有一个电压源Us及一个电流源Is。 设Us和Is共同作用在电阻R1上产生的电压、电流分别为U1、I1，在电阻R2上产生的电压、电流分别为U2、I2，如图4-1(a)所示。为了验证叠加原理令电压源和电流源分别作用。当电压源Us不作用，即Us=0时，在Us处用短路线代替；当电流源Is不作用，即Is=0时，在Is处用开路代替；而电源内阻都必须保留在电路中。

（1） 设电压源Us单独作用时（电流源支路开路）引起的电压、电流分别

''为U1'、U2、I1'、I2，如图4-1(b)所示。

（2） 设电流源单独作用时（电压源支路短路）引起的电压、电流分别为U1\、

\\、I1\、I2，如图4-1(c)所示。 U2 这些电压、电流的参考方向均已在图中标明。验证叠加定理，即验证式（4-1）成立。

U1?U1'?U1\

'\ U2?U2?U2I1?I1'?I1\

'\ I2?I2?I2 式（4-1）

三． 实验设备

名称 数量 型号 1． 直流稳压电源 1台 0~30V可调 2． 固定稳压电源 1台 +15V 3． 万用表 1台

4． 电阻 3只 51?*1 100?*1 330?*1 5． 短接桥和连接导线 若干 P8-1和50148 6． 实验用9孔插件方板 1块 297mm×300mm

四． 实验步骤

1． 按图4-2接线，取直流稳压电源US1=10V，US2=15V，电阻R1=330?，R2=100?，R3=51?。

2． 当US1、US2两电源共同作用时，测量各支路电流和电压值。

选择合适的电流表和电压表量程，及接入电路的极性。用短接桥（或导线）将“5”和“2”连接起来。接通电源US1；用短接桥（或导线）将“6”和“4”连接起来，接通电源US2，分别测量电流I1、I2、I3和电压U1、U2、U3。根据图4-2电路中各电流和电压的参考方向，确定被测电流和电压的正负号后，将数据记入表4-1中。

3． 当电源US1单独作用时，测量各电流和电压的值。

选择合适的电流表和电压表量程，确定接入电路的极性。用短接桥（或导线）将“5”和“2”连接起来，接通电源US1；将“6”和“3”连接起来，使电源

''''US2不作用。分别测量电流I1'、I2、I3和电压U1'、U2、U3。根据图4-2中各电

流和电压的参考方向，确定被测电流和电压的正负号后，将数据记入表4-1中。

4． 当电源US2单独作用时，测量各电流和电压的值。

选择合适的电流表和电压表量程，确定接入电路的极性，用短接桥（或导线）将“5”和“1”连接起来，使电源US1不工作；将“6”和“4”连接起来，接通

\\\\电源US2。分别测量电流I1\、I2、I3和电压U1\、U2、U3。根据图4-2中各电流

和电压的参考方向，确定被测电流和电压的正负号后，将数据记入表5-1中。

表4-1 验证叠加原理实验数据

电源 US1、US2 共同作用 US1 单独作用 US2 单独作用 验证 叠加原理 I1 电流(mA) I2 ' I2I3 ' I3U1 电压(V) U2 ' U2U3 U’3 \ U3I1' U1' \ I2 \ I3 \ U2I1\ I1'?I1\ U1\ U1'?U1\ '\ I2?I2 '\ I3?I3 '\ U2?U2 '\ U3?U3 五． 注意事项

1． 进行叠加原理实验中，电压源Us不作用，是指Us处用短路线代替，而不

是将Us本身短路。不可使用稳压源和可调电压源自身的开关代替K1 、K1。 2． 测量电压、电流时，要根据图4-2中各电流和电压的参考方向，来判断实

际方向，若不一致，则在该数值前加“－”号。

六． 分析和讨论

1． 在进行叠加原理实验时，不作用的电压源、电流源怎样处理？为什么？ 2． 根据本实验的原理，根据给定的电路参数和电流、电压参考方向，分别计

算两电源共同作用和单独作用时各支路电流和电压的值，和实验数据进行相对照，并加以总结和验证。

3． 通过对实验数据的计算，判别三个电阻上的功率是否也符合叠加原理？ 4． 把US2用恒流源代替，思考如何安排电路原理图？

电路实验—05

实验三 戴维南定理验证和有源一端口网络的研究

一． 实验目的

1． 用实验方法验证戴维南定理

2． 掌握有源一端口网络的开路电压和入端等效电阻的测定方法，并了解各种

测量方法的特点

3． 证实有源一端口网络输出最大功率的条件

二． 实验原理与说明 1． 戴维南定理

一个含独立电源，受控源和线性电阻的一端口网络，其对外作用可以用一个电压源串联电阻的等效电源代替，其等效源电压等于此一端口网络的开路电压，其等效内阻是一端口网络内部各独立电源置零后所对应的不含独立源的一端口网络的输入电阻（或称等效电阻）如图5-1所示。

2． 开路电压的测定方法 （1） 直接测量法

当有源一端口网络的入端等效电阻Ri与万用表电压档的内阻RV相比可以