实验3 线性电路叠加原理和齐次性的验证理论计算.doc

实验三线性电路叠加原理和齐次性的验证理论计算
当U1单独作用时，用网孔分析法可得：

I3=I1+I2
U1=I1R1+I3R3+I1R4
0=I2R5+I2R2+I3R3I3=I1+I2
U1=I1（R1+R3+R4）+I2R3I1=8.642mAI3=6.245mA
0=I1R3+I2（R2+R3+R5）I2=-2.397mA
UAB=-I2R2=2.397V，UCD=-I2R5=0.791V，UAD=I3R3=3.184V，UDE=I1R4=4.407V，UFA=I1R1=4.407V
2、当U2单独作用时，方法与“1”相同，求得：I1=-1.98mA，I2=3.593mA，I3=2.395mA

UAB=-I2R2=-3.593V，UCD=-I2R5=-1.186V，UAD=I3R3=1.221V，UDE=I1R4=-0.611V，UFA=I1R1=-0.611V
3、当U1、U2共同作用时，方法与“1”相同，求得：I1=7.44mA，I2=1.198mA，I3=8.642mA
UAB=-I2R2=1.198V，UCD=-I2R5=-0.395V，UAD=I3R3=4.407V，UDE=I1R4=3.796V，UFA=I1R1=3.796V

4、当2U2单独作用时，方法与“1”相同，求得：I1=-2.395mA，I2=7.184mA，I3=4.791mA
UAB=-I2R2=-7.985V，UCD=-I2R5=-2.371V，UAD=I3R3=2.443V，UDE=I1R4=-1.222V，UFA=I1R1=-1.222V

5、当R5换为二极管时，计算较复杂，可以根据二极管的类型假设其正向导通电压UD，如1N4007为0.7V，按照上述方法，如果UCD大于UD，则UCD恒等于0.7V，可以求得各个电流和电压值，否则I2支路截止，I2就为0。

1、表2－1的测量

测量项目
实验内容U1
(V)U2
(V)I1
(mA)I2
(mA)I3
(mA)UAB
(V)UCD
(V)UAD
(V)UDE
(V)UFA
(V)U1单独作用1208.6-2.46.22.40.803.24.44.4U2单独作用06-1.23.62.4-3.6-1.21.25-0.62-0.62U1U2共同作用1267.421.228.63-1.18-0.394.53.773.772U2单独作用012-2.47.24.8-7.2-2.372.48-1.25-1.25
2、表2－2的测量
测量项目
实验内容U1
(V)U2
(V)I1
(mA)I2
(mA)I3
(mA)UAB
(V)UCD
(V)UAD
(V)UDE
(V)UFA
(V)U1单独作用1208.67-2.526.132.560.623.184.44.4U2单独作用060000-6.04000U1U2共同作用1267.8407.840-1.974.073.983.982U2单独作用0120000-12000

五、实验注意事项
1．用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极
性，并应正确判断测得值的+、一号。
2．注意仪表量程的及时更换。
六、预习思考题
1．在叠加原理实验中，要令Ul、U2分别单独作用，应如何操作?可否直接将不作用的电源(Ul或U2)短接置零?
答：①要令Ul单独作用，应该把K2往左拨，要U2单独作用应该把K1往右拨。
②不可以直接将不作用的电源(Ul或U2)短接置零，因为电压源内阻很小，如果直接短接会烧毁电源。
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?
答：①实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，叠加原理的迭加性与齐次性不成立，因为叠加原理的迭加性与齐次性只适用于线性电路，二极管是非线性元件，使实验电路为非线性电路，所以不成立。
3．当Kl(或K2)拨向短路侧时，如何测UFA(或UAB)?

答：①当用指针式电压表时，电压表的红表笔接高电位点，黑表笔接低电位点，如果Kl(或K2)拨向短路侧，只有U2单独作用，B点比A点电位高，要测量UAB，红表笔接B点，黑表笔接A点，但要加负号，同样，A点比F点电位高，要测量UFA，红表笔接A点，黑表笔接F点，也要加负号。对于K2拨向短路侧，原理类似。
②对于本实验，用的是数字电压表，表笔接法没有讲究，但要注意正、负号。一般红的接线柱接起点，黑的接线柱接终点，如要测量UFA红的接线柱接F点，黑的接线柱接A点，直接记录数据，否则需要加负号。
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。
测量项目
实验内容U1
(V)U2
(V)I1
(mA)I2
(mA)I3
(mA)UAB
(V