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实验三戴维南定理和叠加定理的验证
一、实验目的
(1)加深对戴维南定理的理解。
(2)学习戴维南等效参数的各种测量方法。
(3)理解等效置换的概念。
(4)通过实验加深对叠加定理的理解。
(5)研究叠加定理适用范围和条件。
(6)学习直流稳压电源、万用表、直流电流表和电压表的正确使用方法。
二、实验原理及说明
1、戴维南定理是指一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口，对外电路来说，可以用一个电压源和一个电阻的串联组合来等效置换。此电压源的电压等于该端口的开路电压Uoc,而电阻等于该端口的全部独立电源置零后的输入电阻，如图2.3-1所示。这个电压源和电阻的串联组合称为戴维南等效电路。等效电路中的电阻称为戴维南等效电阻Req。
所谓等效是指用戴维南等效电路把有源一端口网络置换后，对有源端口（1-1’）以外的电路的求解是没有任何影响的，也就是说对端口1-1’以外的电路而言，电流和电压仍然等于置换前的值。外电路可以是不同的。
2、诺顿定理是戴维南定理的对偶形式，它指出一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口，对外电路来说，可以用一个电流源和电导的并联组合来等效置换，电流源的电流等于该一端口的短路电流Isc,而电导等于把该一端口的全部独立电源置零后的输入电导Geq=l/Req,见图2.3-1。
3、戴维南一诺顿定理的等效电路是对外部特性而言的，也就是说不管是时变的还是定常的，只要含源网络内部除独立的电源外都是线性元件，上述等值电路都是正确的。

4、戴维南等效电路参数的测量方法。开路电压UOC的测量比较简单，可以釆用电压表直接测量，也可用补偿法测量；而对于戴维南等效电阻Req的取得，可采用如下方：网络含源时用开路电压、短路电流法，但对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部器件时）不能釆用此法；网络不含源时，采用伏安法、半流法、半压法、直接测量法等。
5、叠加定理
(1)叠加定理是线性电路的一个重要定理，是分析线性电路的基础。叠加定理指出：在线性电阻电路中，任一支路电流（或支路电压）都是电路中各个独立电源单独作用时在该支路产生的电流（或电压）之叠加。
(2)使用叠加定理时，应注意下列各点：
1)叠加定理适用于线性电路，不适用于非线性电路。
2)叠加时，电路的连接以及电路中所有电阻和受控源都不得更动。所谓电压源不作用，就是把该电压源的电压置零，即在该电压源处用短路线替代；所谓电流源不作用，就是把该电流源的电流置零，即在该电流源处用开路替代。
3)叠加时一定要注意电流和电压的参考方向。
4)由于功率不是电流或电压的一次函数，所以不能用叠加定理来计算电阻元器件所消耗的功率。
(3)为了研究叠加定理的适用范围和条件，实验电路配备阻值相同和不同的两组线性元件、非线性元件（发光管），可以分别组合成线性对称电路、线性不对称电路、非线性对称电路和不对称电路。
三、实验电路及元器件参数
1、本实验第一部分采用DGB型电工实验装置实验单元3,见附录3.10。该电路分为两部分，说明如下：
(1)端口1-1’左为一端口网络。该一端口网络中电源USN由“+”、“-”两个端子接入,USN=30V,双刀双投开关K1控制网络与网络中电源USN的接通与置零，使网络分别成为有源网络和无源网络，N网络中电阻参数分别为：R1=120、R2=360Ω,R3=240Ω、R4=180Ω。
(2)端口2-2’右侧为外电路，其中有外加电源Us的两个接线端子，可调电位器RW为0〜220Ω,设置电阻及R5=Req,电阻R6=100Ω用来作负载。
(3)发光管Dl、D2用来观察电路有无电流，判断电流方向，判断是否接近于等电位(当D1、D2都不亮时），但无论测量电流或电压时都要把发光管Dl、D2短接。
2、本实验第二部分采用DGB型电工实验装置单元4，见附录3.10。其中USA、USB的两对电源接线端子，红端接电源“+”，黑端接电源“-”，USA=20V,USB=12V。
电路中线性电阻尺R1=R2=R3=220Ω，R4=270Ω,R5=200Ω、R6=240Ω。
非线性元件发光管Dl、D2、D3、D4、D5、D6它们用来观察电路是否有电流通过和判断电流方向，在线性电路测量时需将其短接。
双刀双投开关Kl、K2有三个用途：双刀合向电源侧可把电源置零；双刀直立时，电源与电路都断开，两个刀可用作测试点。
al、a2与bl、b2插孔，可用来连接A、B支路，测支路电流、短路电流、开路电压(当K1或K2合向短接线时）。
其它插孔可用于换参数，测支路电流，改变连接方式。

四、实验内容及方法步骤
1、计算与测量有源一端口网络的开路电压、短路电流
(1)计算有源一端口网络的开路电压UOC(U1-1‘)、短路电流ISC(I1-1‘)根据附本表3-1
中所示的有源一端口网络电路