电工实验—叠加原理验证.pdf

电工实验—叠加原理验证

电工实验—05

叠加原理验证

实验目的

验证叠加定理，加深对该定理的理解

掌握叠加原理的测定方法

加深对电流和电压参考方向的理解

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。

(a)电压源电流源共同作用电路(b)电压源单独作用电路(c)电流源单
独作用电路

图5-1电压源，电流源共同作用与分别单独作用电路

图5-1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5-1(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。

设电压源Us单独作用时（电源源支路开路）引起的电压、电流分
别为、、、，如图5-1(b)所示。

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、、、，如图5-1(c)所示。

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（5-1）成立。

式（5-1）

实验设备

名称数量型号

三相空气开关1块MC1001

双路可调直流电源1块MC1046

直流电压电流表1块MC1047C

电阻3只51(1100(1330(1

测电流插孔3只

电流插孔导线3条

短接桥和连接导线若干P8-1和50148

实验用9孔插件方板1块297mm×300mm

实验步骤

按图5-2接线，取直流稳压电源US1=10V，US2=15V，电阻
R1=330(，R2=100(，R3=51。

图5-2验证叠加原理的实验线路

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5-2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5-1中。

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、、和电压、、。
根据图5-2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。

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、、和电压、、。根
据图5-2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5-1验证叠加原理实验数据

电源电流(A)电压(V)US1、US2

共同作用I1I2I3U1U2U3US1

单独作用U’3US2

单独作用验证

叠加原理

注意事项

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。

测量电压、电流时，要根据图5-2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。

分析和讨论

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？

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。

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？

把US2用恒流源代替，思考如何安排电路原理图？

5-2