1 叠加原理的验证

图6-2 叠加原理的验证 表6-1 线性电路叠加原理的验证

测量项目 实验内容 E1单独作用 E2单独作用 E1+E2作用 2E2单独作用 E1/2单独作用 E1 (v) E2 (v) I1 I2 I3 (mA) (mA) (mA) UAB (v) UCD (v) UAD (v) UDE (v) UFA (v) 2.令电源E2单独作用时（将开关S1投向短路侧，开关S2投向E2侧），重复实验步骤2的测量和记录。

3.令E1和E2共同作用时（开关S1和S2分别投向E1和E2侧），重复上述的测量和记录。 4.将E2的数值增大两倍，调至(＋12V或+16V)，重复上述第3项的测量并记录。 5.将R5换成一只二极管1N4007（即将开关S3投向二极管D侧）重复1～5的测量过程，数据记入表6-2中。

表6-2 含二极管的非线性电路 测量项目 实验内容 E1单独作用 E2单独作用 E1+E2作用 2E2单独作用 E1/2单独作用 E1 (v) E2 (v) I1 I2 I3 (mA) (mA) (mA) UAB (v) UCD (v) UAD (v) UDE (v) UFA (v) 6*自拟实验步骤做故障分析实验，说明故障一是在AB之间短路，故障二是在DE之间断路，故障三是在CD之间并接二极管IN4007，做上面的实验时不要加上故障（把所有

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的钮子开关拨到左侧），故障不要同时加上。 五、实验注意事项

1.用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性及数据表格中“＋、－”号的记录。 2.正确选用仪表量程并注意及时更换。 3.恒压源输出以接上负载后为准。 六、预习思考题

1.叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E1或E2）置零（短接）？

2.实验电路中，若有一个电阻器改为二极管， 试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？ 七、实验报告

1.根据所测实验数据，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。 2.各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？ 试用上述实验数据，进行计算并作结论。

3.通过表6-2所测实验数据，你能得出什么样的结论？ 4.本次实验的收获与体会。

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实验七 电压源与电流源的等效变换

一、实验目的

1.掌握电压源与电流源外特性的测试方法。 2.验证电压源与电流源等效变换的条件。 二、原理说明

1.能向外电路输送定值电压的装置被称为电压源。理想电压源的内阻为零，其输出电压值与流过它的电流的大小和方向无关，即不随负载电流而变；流过它的电流是由定值电压和外电路共同决定的。它的外特性即伏安特性U＝f(I)是一条平行于I轴的直线。而具有一定内阻值的非理想电压源，其端电压不再如理想电压源一样总是恒定值了，而是随负载电流的增加而有所下降。

一个质量高的直流稳压电源，具有很小的内阻，故在一定的电流范围内，可将它视为一个理想的电压源。

Us和内阻Rs串联构成的，如图7-1所示，

其输出电压

U＝Us—I Rs

2.能向外电路输送定值电流的装置被称为电流源。理想电流源的内阻为无穷大，其输出电流与其端电压无关，即不随负载电压而变；电流源两端的电压值是由定值电流Is和外电路共同决定的。它的伏安特性I＝f(U)是一条平行于U轴的直线。对于非理想的电流源，因其内阻值不是无

图7-1 电压源的电路模型 穷大，输出电流不再是恒定值，而是随负

载端电压的增加有所下降。一个质量高的恒流源其内阻值做得很大，在一定的电压范围内，可将它视为一个理想的电流源。

非理想电流源的电路模型是由理想电流源Is和内阻Rs 并联构成的，如图7-2 所示，

I=

Rs.Is

Rs?RL3.一个实际的电源，就其外部特性而言，即可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个理想的电压源Us与一个电阻Ro相串联的组合来图7-2电流源的电路模型 表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源Is

与一电导go相并联的给合来表示，

若它们向同样大小的负载提供同样大小的电

流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。

一个非理想电压源与一个非理想电流源等效变换的条件为

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Is ＝Us / Ro， go＝1 / Ro 或Us ＝Is / go， Ro＝1 / go 三、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 名 称 可调直流稳压电源 可调直流恒流源 直流数字电压表 直流数字毫安表 万用表 电阻器 可调电阻箱 型号与规格 0-30V 0-500Ma MF-30 51Ω 0-99999.9Ω 数量 1 1 1 1 1 各 1 1 DGJ—05 DGJ—05 备 注 自备 四、实验内容与步骤

1.测定直流稳压电源（理想）与非理想电压源的外特性

(1)按图7-1接线，令内阻Rs=0，直流稳压电源Es作为理想电压源，调Us=6V，改变负载电阻RL，令其阻值由大至小变化，将电压表和电流表的读数记入表7-1中。

(2)按图7-1接线，选51Ω电阻器作为内阻Rs与直流稳压电源Es串联接入电路，模拟一个实际的电压源，调节负载电阻RL由大至小变化，读取电压表和电流表的数据，并记入表7-1中。

表7-1电压源的外特性 负载 R（ LΩ）内阻 Rs=0 Rs=51Ω U(v) I(Ma) U’(v) ∞ 2000 1500 1000 800 500 300 200 I’(mA) 2.测定电流源的外特性

按图7-2接线，Is为直流恒流源，调节其输出为5mA，令Rs分别为1KΩ和∞，调节可变电阻箱RL(从0至5000Ω)，测出这两种情况下的电压表和电流表的读数，并记入表7-2中。

7-2 电流源的外特性 负载 0 RL（Ω） 内阻 I’(mA) Rs=1KΩ U’(v) Rs=∞ I(mA) U(v) 200 400 600 800 1000 2000 5000 3.测定电源等效变换的条件

按图7-3线路接线，首先读取7-3(a)线路两表的读数，然后调节7-3(b)线路中恒流源Is（取R’s＝Rs），令两表的读数与7-3(a)时的数值相等，记录Is之值，验证等效变换条

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