实验二 叠加定理与线性电路的齐次性的验证.doc

实验二叠加定理与线性电路的齐次性的验证
★实验
一．实验目的
1．验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
二．原理说明
叠加原理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。
线性电路的齐次性：齐次定理是指单个激励的电路中，当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电路中某条支路的响应（电流或电压）也将增加或减小K倍。
三．实验设备
1．直流电压表
2．直流毫安表
3．恒压源（6V，12V，0~30V）
4．EEL-01组件（或EEL-16组件）

四．实验内容和步骤
实验线路如图2所示

图2

1.E1为+6V、+12V切换电源，取E1=+12V，E2为可调直流稳压电源调至+6V；
2.令E1电源单独作用时（将开关K1投向E1侧，开关K2投向短路侧），用直流电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格1。
表1
测量项目
实验内容E1
（V）E2
（V）I1
(mA)I2
(mA)I3
(mA)UAB
(V)UCD
(V)UAD
(V)UDE
(V)UFA
(V)E1单独作用E2单独作用E1E2共同作用2E2单独作用
3．令E2电源单独作用时(将开关K1投向E1和E2侧，重复上述的测量和记录)
4．令E1和E2共同作用时（开关K1和K2分别向E1和E2侧）重令E2电源单独作用时（将开关K1投向短路侧，开关K2投向E2侧），重复实验步骤2
的测量和记录。
5．将E2的数值调至+12V，重复上述3项的测量并记录。
6．将R5换成一只二极管IN4007（即将开关K3投向二极管VD侧），重复1~5的测量过程。数据记入表2

表2
测量项目
实验内容E1
（V）E2
（V）I1
（mA）I2
(mA)I3
(mA)UAB
(V)UCD
(V)UAD
(V)UDE
(V)UFA
(V)EI单独作用E2单独作用E1，E2共同作用2E2单独作用
五、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中“+、-”号的记录
2.注意仪表量程的及时更换。

六．预习思考题
1.在进行叠加定理实验时，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，由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，和实验数据进行对照，并加以总结和验证。
3.实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，该问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？为什么？
4.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定理？

七．实验报告

1.根据实验数据表格，进行分析，比较，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．通过实验步骤6及分析数据2，你能得出什么样的结论？
4．心得体会及其它。
★★实验
一、实验目的
1.验证叠加定理和齐次定理，加深对线性电路的理解。
2.掌握叠加定理的测定方法。
3.加深对电流和电压参考方向的理解。
二、实验原理与说明
1、叠加定理
叠加定理指出：对于一个线性电路，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。
2、齐次定理
齐次定理是指单个激励的电路中，当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电路中某条支路的响应（电流或电压）也将增加或减小K倍。
四、实验仪器和器材
1.直流稳压电源1台0～30V可调；固定+12V
2.数字万用表1块
3.电阻3只510Ω×2；1KΩ×1
4.短接桥和连接导线若干P8-1和50148
5.实验用9孔插件方板1块297mm×300mm
五、实验内容
按下图图2接线，取直流稳压电源US1=6V，US2=12V，电阻R1=510Ω，R2=1KΩ，R3=510Ω。
图2
1.当US1、US2两电源共同作用时，测量各支路电流和电压
选择合适的电流表、电压表量程及接入电路的极性。用短接桥（或导线）将“5”点和“1”点连接起来，接通电源US1；将“6”点和“4”点连接起来，接通电源US2。分别测量电流I1、I2、I3和电压UAB、UBC、UBD。根据图中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，将测量数据记入表2-1中。
2.当电源US1单独作用时，测量各支路电流和电压
用短接桥（或导线）将“5”点和“1”点连接起来，接通电源US1；将“6”点和“3”点连接起来，使电源US2不作用。分别测量电流I1、I2、I3和电压UAB、UBC、UBD。根据图中各电流和电压的参考方向，确定被测