实验一叠加原理和戴维南定理.doc

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1、实验一、叠加原理和戴维南定理实验预习：一、实验目的1、牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。2、验证戴维南定理。3、掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。二、实验原理叠加原理：在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分所产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。为了验证叠加原理，可就图1-2-1的线路来研究。当E1和E2同时作用时，在某一支路中所产生的电流I，应为E1单独作用在该支路中所产生的电流I¢和E2单独作用在该支路中所产生的电流I²之和，即I=I¢+I²。实验中可将电流表串接到所研究的支路中分别测得在E1和E2单独作用时，

2、及它们共同作用时的电流和电压加以验证。图1-2-1叠加原理图(a)(b)图1-2-2戴维南定理图戴维南定理：一个有源的二端网络就其外部性能来说，可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势E等于网络的开路电压UOC；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）Ri。图1-2-2的实验电路，现研究其中的一条支路（如RL支路）。那么可以把这条支路以外的虚线部分看作是一个有源二端网络，再把这个有源网络变换成等效电动势和内阻Ri串联的等效电路。三、预习要求与计算仿真1、本次实验涉及到以下仪器：直流稳压电源、直流电压表、直流毫安表，电流插头、插座。关于这些设备的使用说明，详见附录，在正式实验前应予以预习

3、。2、根据图1-2-3、1-2-4中的电路参数，计算出待测量的电流、电压值，记入表中，以便与实验测量的数据比较，并帮助正确选定测量仪表的量程。3、利用PSPICE仿真软件，根据图1-2-3、1-2-4设计仿真电路，并试运行。（PSPICE仿真软件的使用方法详见附录）四、注意事项1、测量各支路的电流、电压时，应注意仪表的极性以及数据表格中“+、-”号的记录。2、电源不作用时，不可将稳压源直接短接。3、用万用表直接测内阻时，网络内的独立电源必须先置零，以免损坏万用表，其次，欧姆表必须经调零后再进行测量。4、改接线路时，要关掉电源。五、思考题1.叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作

4、？2.各电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？为什么？试用具体数据分析说明。3.在求戴维南等效电路时，作短路实验，测ISC的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？实验内容：一、实验线路实验线路如图1-2-3、1-2-4所示。图1-2-3叠加原理实验电路图1-2-4戴维南定理实验电路二、实验设备序号名称规格型号数量1直流稳压电源WYK—303B3双路12电流表直流0-1A13万用表VC9801A14直流电路实验板1三、实验步骤1、叠加原理实验实验前，先将两路直流稳压电源接入电路，令E1=12V，E2=6V。按图1-2-3接线，并将开关S1、S2投向短路一侧。（开关S1和S2分别控制E

5、1、E2两电源的工作状况，当开关投向短侧时说明该电源不作用于电路。）1）接通E1=12V电源，S2投短路侧（E1单独作用），测量此时各支路电流，测量结果填入表1-2-1中。2）接通E2=6V电源，S1投短路侧（E2单独作用），测量此时各支路电流，测量结果填入表1-2-1中。3）接通E1=12V电源，E2=6V电源（E1和E2共同作用），测量此时各支路电流，测量结果填入表1-2-1中。1、戴维南定理实验按图1-2-4接线，将一路直流稳压电源接入电路，令U保持12V。1）测网络的开路电压UOC。将RL断开，用电压表测有源二端网络开路电压UOC，（A、B两点间电压），即得等效电压源的等效电动势ES

6、。记入表1-2-2中。2）测网络的短路电流ISC。将RL断开，并将A、B两点间用一根短路导线相连，用电流表测有源二端网络短路电流ISC，（A-mA-B支路的电流），即得等效电流源的等效电流IS。记入表1-2-2中。3）测有源二端网络入端电阻Ri。三种方法测量，结果记入表1-2-2中。a)先将电压源及负载RL从电路中断开，并将原电压端所接的两点用一根短路导线相连。用万用表测出A、B两点间的电阻RAB（RAB=Ri）。b)测有源二端网络开路电压UOC和有源二端网络短路电流ISC，算出入端电阻Ri。（Ri=UOC/ISC）c)先断开RL，测网络的开路电压UOC。再将RL接上，用电压表测负载RL的两

7、端电压UAB，调节RL，使UAB=（1/2）´UOC，则此时Ri=RL。（为什么？）4）A、B间接RL（任意值），测RL两端电压和流过RL上的电流，记入表1-2-3中。四、表格与数据表1-2-1I1（mA）I2（mA）I3（mA）测量计算误差测量计算误差测量计算误差U1=12VU2=6VU1=12VU2=6V表1-2-2开路电压UOC（V）短路电流ISC（mA）等效内阻Ria)b)c)测量值计算值表1-2-3