实验三叠加原理,戴维南定理和诺顿定理.ppt

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1、实验三叠加原理、戴维南定理和诺顿定理一、实验目的1.验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和的认识和理解；2.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解；3.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二、预习要点1.什么情况下可用叠加原理，如何应用；2.有源二端网络等效参数如何测量，并作相关的计算。三、实验所用仪表和仪器1．叠加原理实验序号名称型号与规格数量备注1直流稳压电源0~30V可调二路2万用表13直流数字电压表0~200V14直流数字毫安表0~200mV12．戴维南定理和诺顿定理实验序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0～30V12可

2、调直流恒流源0～500mA13直流数字电压表0～200V14直流数字毫安表0～200mA15万用表1四、实验内容1.叠加原理利用实验线路图2-1验证叠加原理的正确性。图3-1（1）将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。（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，数据记入表3-1。表3-1测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2

3、共同作用2U2单独作用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的测量和记录，数据记入表3-1。（4）令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表3-1。（5）将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表2-1。*（6）将R5（330Ω）换成二极管1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复1～5的测量过程，数据记入表3-2。表3-2测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)

4、UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用2．戴维南定理和诺顿定理验证实验线路如图3-2所示，被测有源二端网络如图3-2(a)。(a)图3-2(b)1）用开路电压、短路电流法测定戴维南等效表3-3电路的Uoc、R0和诺顿等效电路的ISC、R0。按图3-2(a)接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入RL。测出UOc和Isc,并计算出R0。（测UOC时，不接入mA表。）（2）负载实验按图3-2(a)接入RL。改变RL阻值，测量有源二端网络的外特性曲线。Uoc(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc(Ω)表3-4U（v）I（mA）（3）

5、验证戴维南定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图2-2(b)所示，仿照步骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。表3-5U（v）I（mA）（4）验证诺顿定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流恒流源（调到步骤“1”时所测得的短路电流ISC之值）相并联，如图3-3所示，仿照步骤“2”测其外特性，对诺顿定理进行验证。表3-6U（v）I（mA）（5）有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直接测量法。见图3-2（a）。将被测有源网络内的所有独立源置零（去

6、掉电流源IS和电压源US，并在原电压源所接的两点用一根短路导线相连），然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载RL开路时A、B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻R0，或称网络的入端电阻Ri。图3-3五、实验注意事项1.测量时应注意电流表量程的更换。2.步骤“（5）”中，电压源置零时不可将稳压源短接。3.用万表直接测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。4.用零示法测量UOC时，应先将稳压电源的输出调至接近于UOC，再按图2-2测量。5.改接线路时，要关掉电源。六、实验报告1.根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、

7、总结实验结论，即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？试用上述实验数据，进行计算并作结论。3．根据步骤2、3、4，分别绘出曲线，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，并分析产生误差的原因。5.根据步骤1、5、的几种方法测得的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。6.回答以下问题：（1）在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？*（2）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还成立吗？为什么？（3）