实验三 叠加原理的验证实验

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1、实验三叠加原理的验证实验一、实验目的1、通过实验验证叠加原理。2、通过实验加深对叠加原理的理解。二、实验原理叠加原理：在线性电路中，任何一条支路中的电流或电压，都可以看是由电路中的各个电源(电压源或电流源)分别作用时(其它电压源短路;电流源开路)在此支路中所产生的电流或电压的代数和。下以两个例子来说明。（a）（b）（c）图3-1两个电压源叠加原理电路 在图3-1(a)所示的电路中有两个电压源作用，根据叠加原理其中某个支路中的电流等于电压UA单独作用时（如图3-1(b)所示）与电压源UB单独作用时（如图3-1(c)所示）在该支路产生的电流的代数和。因此，在上述的三个图中有

2、如下关系成立：I1=I1'I1"；I2=I2"I2'；I3=I3'+I3"在图3-2(a)所示电路中有一个电压源和一个电流源共同作用，根据叠加原理其中某个支路的电流等于电压US单独作用时（如图3-2(b)所示）与电流源IS单独作用时（如图3-2(c)所示）在该支路产生的电流的代数和。（a）（b）（c）图3－2　电压源与电流源叠加原理电路同理，在上述的三个图中有如下关系成立：I1=I1'I1"；I2=I2"；I3=I3'+I3"三、实验内容及步骤叠加原理仿真验证实验电路图如下所示，两个直流电源E1、E2共同作用于电路中4，通过改变三个电流表的位置可设定电流I1、I2为流入

3、结点a的方向，电流I3为流出结点a的方向。实验过程中，首先在只有电压源E1单独作用时测得第1组数据I1'、I2'、I3'；然后在只有电压源E2单独作用时测第2组数据I1"、I2"、I3"；最后将两个电压源E1、E2均接入电路，测第3组数据I1、I2、I3。由于三次测量电流表的接入方式没有变化，所以I1'、I1"、I1这三个电流量方向相同，同理，I2'、I2"、I2的方向相同，I3'、I3"、I3的方向也是相同的。故根据叠加原理可得如下关系：I1=I1'+I1"；I2=I2'+I2"；I3=I3'+I3"若测量得到的三组数据符合上述规律，则叠加原理得以验证。图3-3叠加原

4、理仿真实验电路图本次实验要在三种电路连接下测量数据，要达到这个目的，一种方法是绘制三幅电路图，但这种方法比较麻烦，所以为方便起见，绘图时引入了单刀双置开关（Switch），使得在一张电路图中可同时实现这三种状态。在开关的元器件属性（SwitchProperties）对话框中Value/Key后的框中改变原来默认的“Space”为自定义的字母或数字等符号，即可改变开关的控制键。上图中应用了两组开关，E1两端的S1、S2为第一组，E2两端的S3、S4为第二组，每组公用一个控制键，如图中所示，控制键A同时控制S1、S2，控制键B同时控制S3、S4。实验步骤如下：(1)打开EW

5、B软件，选中主菜单Circuit/SchematicOptions/Grid选项中的Showgrid，使得绘图区域中出现均匀的网格线，并将绘图尺寸调节到最佳。(2)在Sources元器件库中调出1个Ground（接地点）和2个Battery（直流电压源）器件，从Basic元器件库中调出5个Resistor（电阻）和4个Switch（开关）器件，最后从Indicators元器件库中调出3个Ammeter（电流表）器件，按上图所示排列好。(3)将各元器件的标号、参数值亦改变成与上图所示一致。(4)将所有的元器件通过连线连接起来。注意：电压源、电流表的正负极性。(5)检查电路

6、有无错误。(6)对该绘图文件进行保存，注意文件的扩展名（.ewb）要保留。(7)调节控制键A、B，使得只有电压源E1接入外电路，E2不接入。(8)按下EWB界面右上方按纽“1”对该绘图文件进行仿真。4(1)按下EWB界面右上方按纽“0”停止仿真，读取三个电流表的读数，将读数填到相应的表格中，即为第1组测量数据I1'、I2'、I3'。(2)调节控制键A、B，使得只有电压源E2接入外电路，E1不接入。(3)按下EWB界面右上方按纽“1”对该绘图文件进行仿真。(4)按下EWB界面右上方按纽“0”停止仿真，读取三个电流表的读数，将读数填到相应的表格中，得到第2组测量数据I1"、

7、I2"、I3"。(5)调节控制键A、B，使得只有电压源E1、E2均接入外电路。(6)按下EWB界面右上方按纽“1”对该绘图文件进行仿真。(7)按下EWB界面右上方按纽“0”停止仿真，读取三个电流表的读数，将读数填到相应的表格中，即是第3组测量数据I1、I2、I3。(8)实验完成后，将保存好的绘图文件另存到教师指定的位置，并结合实验数据完成实验报告的撰写。表3－1叠加原理电流测量表电流电源I1（mA）I2（mA）I3（mA）E1单独作用I'1＝　7.631I'2＝-1.939I'3=5.692E2单独作用I"1＝　-2.263I'2＝6.3