叠加定理的验证实验线路分析
2022-04-06 08:08叠加定理的验证实验线路分析实验目的
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齐次性的认识和理解。
2.学习复杂电路的连接方法
二、叠加定理的验证实验线路分析实验原理
如果把独立电源称为激励，由它引起的支路电压、电流称为响应，则叠加原理可以简述为：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。
在含有受控源的线性电路中，叠加定理也是适用的。但叠加定理不适用于功率计算，因为在线性网络中，功率是电压或者电流的二次函数。
线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减少K倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。
三、叠加定理的验证实验线路分析实验设备
| 序号 | 名称 | 型号与规格 | 数量 | 备注 |
| 1 | 可调直流稳压电源 | 0～12V | 1 | |
| 2 | 直流稳压电源 | 6V 、 12V切换 | ||
| 3 | 万用表 | 1 | ||
| 4 | 直流数字毫安表 | 1 | ||
| 5 | 直流数字电压表 | 1 |
实验线路如图4-1所示。
图4-1 叠加原理验证
1.将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接到U1和U2处。
2.令U1电源单独作用（将开关K1投向U1,开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表分别测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表4-1。
表4-1
|
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) |
UEA (V) |
| U1 单独作 用 | ||||||||||
| U2 单独作 用 | ||||||||||
| U1、U2共同作用 |
4.令U1和U2共同作用（开关K1和开关K2分别投向U1和U2侧），重复上述测量，重复实验步骤2的测量并记录，数据记入表4-1。
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4-1。
※6、将R4换成二极管IN4007，开关K3打向二极管IN4007侧，重复步骤1～5。数据记入表4-2。
表4-2
| 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) |
UEA (V) |
|
U1 单独 作 用 |
||||||||||
|
U2单独 作 用 |
||||||||||
|
U1、U2 共同作用 |
1.用电流表测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值的＋、－号后，记入数据表格。
2.注意仪表量程的及时更换。
六、预习思考题
1.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，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？为什么？
七、实验报告
1.根据实验数据表格，进行分析、比较、归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。
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.通过实验步骤6及分析表格4-2的数据，你能得出什么样的结论？
