实验二 直流电路实验二 直流电路

叠加原理与戴维南定理的验证

叠加原理验证叠加原理的验证叠加原理的验证

验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路叠加性的认识和理解。

一、实验目的

二、原理说明叠加原理 在多个电源同时作用的线性电路 ( 电路参数不随电压、电流的变化而改变 ) 中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。

I2'I1

' A I2''I1

''

+B

I2

R1

I1

E1

R2

A

E2

I3

R3+_

+_

E1

+

B_

R1

R2

I3'

R3

R1

R2

A

BE2

I3''

R3+

_

I1 = I1‘ + I1

'‘

I2 = I2

‘ + I2'‘

I3 = I3‘ + I3

''

原电路：E1 、 E2 共同作用

E1 单独作用E2 不作用 E2=0

E2 单独作用E1 不作用 E1=0

求代数和：

应用叠加原理要注意的问题1. 叠加原理只适用于线性电路 线性电路：电路参数不随电压、电流的变化而改变

。 2. 叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。 不作用的恒压源应予以短路，即令 E=0 ； 不作用的恒流源应予以开路，即令 Is=0 。

= +

3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。

原电路中各电压、电流的最后结果是 各电压分量、 电流分量的代数和。

与支路电流、电压方向一致的各电流、电压分量取正

与支路电流、电压方向相反的各电流、电压分量取负

三、实验设备

四、实验内容实验线路如图所示，用 TKDG-03 挂箱的“基尔霍夫定律 / 叠加原理”电路板。

1k

五、实验步骤

1. 将两路稳压源的输出分别调节为 12V 和 6V ，接入 U1 和 U2 处。开关 K3 投向 R5 侧。 2. 令 U1 电源单独作用（将开关 K1 投向 U1 侧，开

关 K2 投向短路侧）。用直流数字电压表和直流数字毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，记录入表表 11 。3. 令 U2 电源单独作用（将开关 K1 投向短路侧，开

关 K2 投向 U2 侧），重复实验步骤 2 的测量，记录入表表 11 4. 令 U1 和 U2 共同作用（开关 K1 和 K2 分别投向 U1

和 U2 侧）， 重复上述的测量，并记录入表表 11 。

表 1 叠加原理验证实验数据

六、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，正确判断测得值的＋、－号后，记入数据表格。 2. 注意仪表量程的及时更换。

3. 改接线路时，要关掉电源。

戴维南定理验证戴维南定理的验证戴维南定理的验证

1. 验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。 一、实验目的

二、原理说明戴维南定理 任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势 Us 等于这个有源二端网络的开路电压 Uoc ， 其等效内阻 R0 等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

名词解释：

无源二端网络： 二端网络中没有电源

有源二端网络： 二端网络中含有电源

二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路 相联，则该电路称为“二端网络”。

（ Two-terminals = One port ）

A

B

A

B

戴维南定理

有源

二端网络 RL

E

R0

+

_

RL

注意：“等效”是指对端口外等效。

有源二端网络用电压源模型等效。

等效电压源的内阻等于相应无源二端网络的输入电阻。 有源网络变无源网络的原则是：电压源短路， 电流源断路。

等效电压源的电动势（ E ）等于有源二端网络的开端电压；

有源二端网络

RL

xd UE

有源二端网络 xU

A

B相应的

无源二端网络

A

B

A

B E

R0

+_

RLA

B

E=U0

U0

R0=RAB

三、实验设备

四、实验内容 I (mA)UOC (V) R0 () I (mA)

五、实验步骤

1. 取一路稳压电压源的输出调节为 12V; 取一路稳压电流源的输出调节为 10mA, 分别接入 US 和 IS 处

。 RL 自元件箱取值 510 ，开关 K3 投向 RL 侧。

2. 用直流数字毫安表（接电流插头）测量支路电流I, 并记录入表表 22 。

3. 将电阻 RL 端断开，用直流数字电压表测量开路电

压 UOC ，并记录入表表 22 。

4. 在步骤 3 的基础上，用导线将电压源入 US 短接，

电流源 IS 断开，用自备万用表欧姆档，测量电阻，

该电阻为等效电阻 R0 ，并记录入表表 22 。 5. 验证戴维南定理：搭建如上图所示等效电路的电路 . 首先从叠加原理实验板上去含有电流表的支路 A

D, 其电阻为 RL 的值 , 即 510 , 再从电阻箱上取得按步骤“ 4” 所得的等效电阻 R0 之值，将二者串联 , 然后令其与直流稳压电源（调到步骤“ 3” 时所测得的开路

6. 比较步骤 2 与步骤 5 所测电流的值，并得出结论。

I (mA) UOC (V) R () I (mA)

表 2 戴维南验证实验数据

电压 Uoc 之值）相串联，，用直流数字毫安表（接电流插头）测量支路电流 I′, 并记录表表 22

六、实验注意事项六、实验注意事项

1. 注意仪表量程的及时更换 , 改接线路时，要关掉电源。

2. 步骤“ 5” 中，电压源置零时不可将稳压源短接。 3. 用万用表直接测 R0 时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。

本次实验的实验报告要求本次实验的实验报告要求1. 根据实验数据验证线性电路的叠加性。

2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？ 试用表表 11 实验数据，进行计算并作结论。 3. 叠假原理实验电路中，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？4. 在戴维南实验中将测得的 Uoc 与 R0 与预习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论？由表表 22归纳、总结实验结果。

作业

实验实验 22 作业作业1. 认真写好实验报告2. 在下周同一时间按时交回实验报告

5.预习下次实验，并写预习报告

3.查阅日光灯的工作原理4. 复习内容 (1)正弦稳态交流电路中串、并联电路的电压和电流的相量关系 ;(2)有功功率及功率因素的提高 ;(3)功率表的连接

谢谢大家的合作！谢谢大家的合作！

实验 2

结 束