實驗 疊加定理

實驗疊加定理第1頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六一、實驗目的驗證疊加定理。正確使用直流穩(wěn)壓電源和萬用表。加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解。第2頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六二.實驗原理在線性電路中，任一支路中的電流（或電壓）等于電路中各個獨立源分別單獨作用時在該支路中產(chǎn)生的電流（或電壓）代數(shù)和，所謂一個電源單獨作用是指除了該電源外其他所有電源的作用都去掉，即理想電壓源所在處用短路代替，理想電流源所處于用開路代替，但保留它們的內(nèi)阻，電路結(jié)構(gòu)也不作改變。第3頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六由于功率是電壓或電流的二次函數(shù)，因此疊加定理不能用來直接計算功率，例如：線性電路的齊次性是指當激勵信號（某獨立源的值）增加或減少K倍時，電路的響應（即在電路其他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。第4頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六三、實驗設備電路分析實驗箱 一臺直流毫安表 二只數(shù)字萬用表 一臺直流電壓表一臺恒壓源（6V，12V，0～30V）EEL-01組件（或EEL-16組件）第5頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六四．實驗內(nèi)容與步驟1.實驗線路如圖所示：第6頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六實驗步驟實驗箱電源接通220V電源，調(diào)節(jié)輸出電壓，使第一路輸出端電壓E1＝10V；第二路輸出端電壓E2＝6V，（須用萬用表重新測定），斷開電源開關待用。按圖2.3.2接線，R4+R3調(diào)到1K，經(jīng)教師檢查線路后，再接通電源開關。測量E1,E2同時作用和分別單獨作用時的支路電流I3,并將數(shù)據(jù)記入表2.3.1中。注意：一個電源單獨作用時，另一個電源需從電路中取出，并將空出的兩點用導線連接起來。還要注意電流（或電壓）的正、負極性。（注意：用指針表時，凡表針反偏的表示該量的實際方向與參考方向相反，應將表針反過來測量，數(shù)值取為負值!）3.選一個回路，測定各元件上的電壓，將數(shù)據(jù)記入表2.3.1中。第7頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六表2.3.1第8頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六2、實驗線路如圖所示第9頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六實驗步驟：E1為+6V、＋12V切換電源，取E1=+12V，E2為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源調(diào)至＋6V。令E1電源單獨作用時（將開關K1投向E1側(cè)，開關K2投向短路側(cè)），用直流電壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表2.3.2中。第10頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六表2.3.2第11頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六實驗步驟：令E2電源單獨作用時（將開關K1投向短路側(cè)，開關K2投向E2側(cè)），重復實驗步驟2的測量和記錄。令E1和E2共同作用時（開關K1和K2分別投向E1和E2側(cè)），重復上述的測量和記錄。將E2的數(shù)值調(diào)至＋12V，重復上述3項的測量并記錄。將R5換成一只二極管1N4007（即將開關K3投向二極管D側(cè)），重復1－5的測量過程，數(shù)據(jù)記入表2.3.3中。第12頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六表2.3.3第13頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六五、實驗注意事項疊加原理中E1,E2分別單獨作用，在實驗中應如何操作？可否直接將不作用的電源（E1或E2）置零（短接）？實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管，試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？用實驗數(shù)據(jù)驗證支路的電流是否符合疊加原理，并對實驗誤差進行適當分析。用實測電流值、電阻值計算電阻R3所消耗的功率為多少？能否直接用疊加原理計算？試用具體數(shù)值說明。用電流插頭測量各支路電流時，應注意儀表的極性及數(shù)據(jù)表格中“＋，－”號的記錄。注意儀表量程的及時更換。第14頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六六、實驗報告要求根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格，進行分析、比較、歸納、總結(jié)實驗結(jié)論，即驗證線性電路的疊加性與齊次性。各電阻器所消耗的功率能否用疊