疊加定理原理

疊加定理原理篇一：疊加原理和戴維南定理

實(shí)驗(yàn)二、疊加原理和戴維南定理

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、結(jié)實(shí)掌握疊加原理的根本概念，進(jìn)一步驗(yàn)證疊加原理的正確性。2、驗(yàn)證戴維南定理。

3、掌握測(cè)量等效電動(dòng)勢(shì)與等效內(nèi)阻的方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理疊加原理：

在線性電路中，有多個(gè)電源同時(shí)作用時(shí)，在電路的任何局部所產(chǎn)生的電流或電壓，等于這些電源分別單獨(dú)作用時(shí)在該局部產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

為了驗(yàn)證疊加原理，可就圖1-2-1的線路來(lái)研究。當(dāng)E1和E2同時(shí)作用時(shí)，在某一支路中所產(chǎn)生的電流I，應(yīng)為E1單獨(dú)作用在該支路中所產(chǎn)生的電流I圖1-2-1疊加原理圖

(a)(b)

圖1-2-2戴維南定理圖

戴維南定理：

一個(gè)有源的二端網(wǎng)絡(luò)就其外部性能來(lái)說(shuō)，可以用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替，該電壓源的電動(dòng)勢(shì)E等于網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC；該電壓源的內(nèi)阻等于網(wǎng)絡(luò)的入端電阻〔內(nèi)電阻〕Ri。

圖1-2-2的實(shí)驗(yàn)電路，現(xiàn)研究其中的一條支路〔如RL支路〕可以把這條支路以外的虛線局部看作是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)，再把這個(gè)有源網(wǎng)絡(luò)變換成等效電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻Ri串聯(lián)的等效電路。

三、預(yù)習(xí)要求與計(jì)算仿真

1、本次實(shí)驗(yàn)涉及到以下儀器：直流穩(wěn)壓電源、直流電壓表、直流毫安表，電流插頭、插座。關(guān)于這些設(shè)備的使用說(shuō)明，詳見(jiàn)附錄，在正式實(shí)驗(yàn)前應(yīng)予以預(yù)習(xí)。

2、根據(jù)圖1-2-3、1-2-4中的電路參數(shù)，計(jì)算出待測(cè)量的電流、電壓值，記入表中，以便與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)比擬，并幫助正確選定測(cè)量?jī)x表的量程。

3、利用PSPICE仿真軟件，根據(jù)圖1-2-3、1-2-4設(shè)計(jì)仿真電路，并試運(yùn)行。〔PSPICE仿真軟件的使用方法詳見(jiàn)附錄〕

四、本卷須知

1、測(cè)量各支路的電流、電壓時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性以及數(shù)據(jù)表格中“+、-〞號(hào)的記錄。2、電源不作用時(shí)，不可將穩(wěn)壓源直接短接。3、用萬(wàn)用表直接測(cè)內(nèi)阻時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立電源必須先置零，以免損壞萬(wàn)用表，其次，歐姆表必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)展測(cè)量。4、改接線路時(shí)，要關(guān)掉電源。

五、考慮題

1.疊加原理中E1、E2分別單獨(dú)作用，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作？

2.各電阻所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？為什么？試用詳細(xì)數(shù)據(jù)分析說(shuō)明。3.在求戴維南等效電路時(shí)，作短路實(shí)驗(yàn)，測(cè)ISC的條件是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否直接作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

一、實(shí)驗(yàn)線路

實(shí)驗(yàn)線路如圖1-2-3、1-2-4所示。

A

DE1

IAIB

2

L

圖1-2-3疊加原理實(shí)驗(yàn)電路圖1-2-4戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路

C

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

三、實(shí)驗(yàn)步驟1、疊加原理實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)前，先將兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令E1=12V，E2=6V。按圖1-2-3接線，并將開(kāi)關(guān)S1、S2投向短路一側(cè)?！查_(kāi)關(guān)S1和S2分別控制E1、E2兩電源

的工作狀況，當(dāng)開(kāi)關(guān)投向短側(cè)時(shí)說(shuō)明該電源不作用于電路?！?/p>

1〕接通E1=12V電源，S2投短路側(cè)〔E1單獨(dú)作用〕，測(cè)量此時(shí)各支路電流，測(cè)量結(jié)果填

入表1-2-1中。

2〕接通E2=6V電源，S1投短路側(cè)〔E2單獨(dú)作用〕，測(cè)量此時(shí)各支路電流，測(cè)量結(jié)果填

入表1-2-1中。

3〕接通E1=12V電源，E2=6V電源〔E1和E2共同作用〕，測(cè)量此時(shí)各支路電流，測(cè)量結(jié)

果填入表1-2-1中。

2、戴維南定理實(shí)驗(yàn)

按圖1-2-4接線，將一路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令U保持12V。

1〕測(cè)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC。將RL斷開(kāi)，用電壓表測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓UOC，〔A、

B兩點(diǎn)間電壓〕，即得等效電壓源的等效電動(dòng)勢(shì)ES。記入表1-2-2中。

2〕測(cè)網(wǎng)絡(luò)的短路電流ISC。將RL斷開(kāi)，并將A、B兩點(diǎn)間用一根短路導(dǎo)線相連，用電流表測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)短路電流ISC，〔A-mA-B支路的電流〕，即得等效電流源的等效電流IS。記入表1-2-2中。

3〕測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)入端電阻Ri。三種方法測(cè)量，結(jié)果記入表1-2-2中。

a)先將電壓源及負(fù)載RL從電路中斷開(kāi)，并將原電壓端所接的兩點(diǎn)用一根短路導(dǎo)線相連。用萬(wàn)用表測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的電阻RAB〔RAB=Ri〕。

b)測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓UOC和有源二端網(wǎng)絡(luò)短路電流ISC，算出入端電阻Ri?！睷i=UOC/ISC〕

c)先斷開(kāi)RL，測(cè)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC。再將RL接上，用電壓表測(cè)負(fù)載RL的兩端電壓UAB，調(diào)節(jié)RL，使UAB=〔1/2〕四、表格與數(shù)據(jù)表1-2-1

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、完成數(shù)據(jù)表格中的計(jì)算，進(jìn)展必要的誤差分析。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性，驗(yàn)證戴維南定理的正確性。3、說(shuō)明測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比擬其優(yōu)缺點(diǎn)，考慮是否有其它測(cè)量方法。4、心得體會(huì)及其它。

注：1、如下列圖所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的類似電路。

圖1-2-5疊加原理實(shí)驗(yàn)電路

圖1-2-6戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路

篇二：1疊加定理實(shí)驗(yàn)

GDOU-B-11-112

廣東海洋大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告書〔學(xué)生用表)

實(shí)驗(yàn)名稱疊加定理實(shí)驗(yàn)課程名稱課程號(hào)學(xué)院(系)專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)19實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)科技樓實(shí)驗(yàn)日期

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。二、原理說(shuō)明

疊加原理指出：在有多個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過(guò)每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

線性電路的齊次性是指當(dāng)鼓勵(lì)信號(hào)〔某獨(dú)立源的值〕增加或減小K倍時(shí)，電路的響應(yīng)〔即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值〕也將增加或減小K倍。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)線路如圖7-1所示，用HE-12掛箱的“基爾夫定律/疊加原理〞線路。

1.將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為12V和6V，接入U(xiǎn)1和U2處。

2.令U1電源單獨(dú)作用〔將開(kāi)關(guān)K1投向U1側(cè)，開(kāi)關(guān)K2投向短路側(cè)〕。用直流數(shù)字電壓表和毫安表〔接電流插頭〕測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表7-1。

3.令U2電源單獨(dú)作用〔將開(kāi)關(guān)K1投向短路側(cè)，開(kāi)關(guān)K2投向U2側(cè)〕，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測(cè)量和記錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。

4.令U1和U2共同作用〔開(kāi)關(guān)K1和K2分別投向U1和U2側(cè)〕，重復(fù)上述的測(cè)量和記錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。

5.將U2的數(shù)值調(diào)至＋12V，重復(fù)上述第3項(xiàng)的測(cè)量并記錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。表7-1

五、實(shí)驗(yàn)本卷須知

1.用電流插頭測(cè)量各支路電流時(shí)，或者用電壓表測(cè)量電壓降時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性，并應(yīng)正確判斷測(cè)得值的＋、－號(hào)。2.注意儀表量程的及時(shí)更換。六、預(yù)習(xí)考慮題

1.在疊加原理實(shí)驗(yàn)中，要令U1、U2分別單獨(dú)作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源〔U1或U2〕短接置零？

答：①要令Ul單獨(dú)作用，應(yīng)該把K2往左撥，要U2單獨(dú)作用應(yīng)該把K1往右撥。

②不可以直接將不作用的電源(Ul或U2)短接置零，因?yàn)殡妷涸磧?nèi)阻很小，假設(shè)直接短接會(huì)燒毀電源

2.實(shí)驗(yàn)電路中，假設(shè)有一個(gè)電阻器改為二極管，試問(wèn)疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？

答：①實(shí)驗(yàn)電路中，假設(shè)有一個(gè)電阻器改為二極管，疊加原理的迭加性與齊次性不成立，因?yàn)榀B加原理的迭加性與齊次性只適用于線性電路，二極管是非線性元件，使實(shí)驗(yàn)電路為非線性電路，所以不成立。

3．當(dāng)K1〔或K2〕撥向短路側(cè)時(shí)，如何測(cè)UFA〔或UAB〕？

答：①當(dāng)用指針式電壓表時(shí)，電壓表的紅表筆接高電位點(diǎn)，黑表筆接低電位點(diǎn)，假設(shè)Kl(或K2)撥向短路側(cè)，只有U2單獨(dú)作用，B點(diǎn)比A點(diǎn)電位高，要測(cè)量UAB，紅表筆接B點(diǎn)，黑表筆接A點(diǎn)，但要加負(fù)號(hào)，同樣，A點(diǎn)比F點(diǎn)電位高，要測(cè)量UFA，紅表筆接A點(diǎn)，黑表筆接F點(diǎn)，也要加負(fù)號(hào)。對(duì)于K2撥向短路側(cè)，原理類似。

②對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，用的是數(shù)字電壓表，表筆接法沒(méi)有講究，但要注意正、負(fù)號(hào)。一般紅的接線柱接起點(diǎn)，黑的接線柱接終點(diǎn)，如要測(cè)量UFA紅的接線柱接F點(diǎn)，黑的接線柱接A點(diǎn)，直接記錄數(shù)據(jù)，否那么需要加負(fù)號(hào)。

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，進(jìn)展分析、比擬，歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)證線性電路的疊

加性與齊次性。

從表7-1可以看出，U1U2共同作用時(shí)，其電流和電壓是U1和U2單獨(dú)作用的代數(shù)和，符合線性電路的疊加性；2U2單獨(dú)作用時(shí)，其電流和電壓是U2單獨(dú)作用的2倍，符合線性電路的齊次性。

2.各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)展計(jì)算并作結(jié)論。

各電阻器所消耗的功率不能用疊加原理計(jì)算得出，因?yàn)镻=I2R或U2/