疊加原理和戴維南定理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、疊加原理和戴維南定理實(shí)驗(yàn)報(bào)告篇一：實(shí)驗(yàn)報(bào)告1：疊加原理和戴維南定理的驗(yàn)證 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 疊加原理和戴維南定理的驗(yàn)證 姓名 班 級(jí) 學(xué)號(hào) 疊加原理和戴維南定理的驗(yàn)證 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1. 通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)基爾霍夫定律、疊加原理和戴維南定理的理解。 2. 學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)量電阻。 3. 正確使用萬(wàn)用表、電磁式儀表及直流穩(wěn)壓電源。 二實(shí)驗(yàn)原理： 1.基爾霍夫定律： 1）.電流定律（kcl）：在集中參數(shù)電路中，任何時(shí)刻，對(duì)任一節(jié)點(diǎn)，所有各支路電流的代數(shù)和恒等于零，即 ?=0。流出節(jié)點(diǎn)的支路電流取正號(hào)，注入節(jié)點(diǎn)的支路電流取負(fù)號(hào)。 2）.電壓定律（kvl）：在集中參數(shù)電路中，任何時(shí)刻，對(duì)任一回 路內(nèi)所有支路或原件電

2、壓的代數(shù)和恒等于零，在即 ?=0。凡支路電壓或原件電壓的參考方向與回路繞行方向一致者為正量，反之取負(fù)號(hào)。 2.疊加原理 在多個(gè)獨(dú)立電源共同作用的線性電路中，任一支路的電流（或電壓）等于各個(gè)電源獨(dú)立作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù) 和。 3. 戴維南定理： 任一線性有源二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)外電路的作用均可用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替，其等效電動(dòng)勢(shì)eo等于二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓uo，等效內(nèi)阻ro等于該網(wǎng)絡(luò)除源（恒壓源短路、開流源開路）后的入端電阻。 實(shí)驗(yàn)仍采取用圖2-3-1所示電路。可把a(bǔ)c支路右邊以外的電路（含r3支路）看成是以a與c為端鈕的有源二端網(wǎng)絡(luò)。測(cè)得a、c兩端的開路電壓uab即為該二端網(wǎng)絡(luò)的等效

3、電動(dòng)勢(shì)eo,內(nèi)阻可通過以下幾種方法測(cè)得。 （1）伏安法。將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的電源除去，在兩端鈕上外加一已知電源e，測(cè)得電壓u和電流i，則 u ro=（2）直接測(cè)量法。將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的電壓源除去，用萬(wàn)用表的歐姆檔直接測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的電阻值即為ro 。本實(shí)驗(yàn)所用此法測(cè)量，圖2中的開關(guān)s1合向右側(cè)，開關(guān)s2斷開，然后用萬(wàn)能表的歐姆擋側(cè)a、c兩端的電阻值即可。 （3）測(cè)開路電壓和短路電流法。測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓u0和短路電流is。則 r0=u0/is 測(cè)試如圖2-3-3所示，開關(guān)s打開時(shí)測(cè)得開路電壓u0,閉合時(shí)測(cè)得短路電流is。這種方法僅適用于等效電阻較大而短路電流不大（電源電流的額定值不超過

4、）的情況u0 （4）兩次電壓法。先測(cè)量有源二端網(wǎng)的開路電壓u0，再在兩端紐間接入一個(gè)已知電阻rl，測(cè)量電阻rl兩端的電壓ul，則： r0=(u0/ul-1)rl 按圖2-3-4所示的電路，開關(guān)s打開時(shí)，測(cè)得開路電壓u0，s閉合時(shí)， 三 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 1.電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置 2.萬(wàn)能多用表 四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1.疊加原理 分別求出us1,us2單獨(dú)作用時(shí)各個(gè)支路電流與電壓，再求us1,us2同時(shí)作用時(shí)的電流電壓，驗(yàn)證疊加原理。 開關(guān)打向電阻 開關(guān)打向二極管由表可驗(yàn)證電流的疊加原理。 2.戴維南定理： （1）測(cè)的開路電壓，將左側(cè)開關(guān)合向左側(cè)，右側(cè)開關(guān)合向右側(cè)，測(cè)的uab （2用伏安法測(cè)的等效電阻，左側(cè)

5、開關(guān)合向短路側(cè)，右側(cè)開關(guān)合向接通電源，測(cè)的u和i，計(jì)算r0 (3)用二次電壓法測(cè)等效電阻。取一個(gè)已知電阻，通過測(cè)的開路電壓和 篇二：疊加原理和戴維南定理 實(shí)驗(yàn)二、疊加原理和戴維南定理 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、 牢固掌握疊加原理的基本概念，進(jìn)一步驗(yàn)證疊加原理的正確性。 2、 驗(yàn)證戴維南定理。 3、 掌握測(cè)量等效電動(dòng)勢(shì)與等效內(nèi)阻的方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 疊加原理： 在線性電路中，有多個(gè)電源同時(shí)作用時(shí)，在電路的任何部分所產(chǎn)生的電流或電壓，等于這些電源分別單獨(dú)作用時(shí)在該部分產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。 為了驗(yàn)證疊加原理，可就圖1-2-1的線路來(lái)研究。當(dāng)e1和e2同時(shí)作用時(shí)，在某一支路中所產(chǎn)生的電流i

6、，應(yīng)為e1單獨(dú)作用在該支路中所產(chǎn)生的電流i?和e2單獨(dú)作用在該支路中所產(chǎn)生的電流i?之和，即i= i?+ i?。實(shí)驗(yàn)中可將電流表串接到所研究的支路中分別測(cè)得在e1和e2單獨(dú)作用時(shí)，及它們共同作用時(shí)的電流和電壓加以驗(yàn)證。 圖1-2-1 疊加原理圖 (a) (b) 圖1-2-2 戴維南定理圖 戴維南定理： 一個(gè)有源的二端網(wǎng)絡(luò)就其外部性能來(lái)說(shuō)，可以用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替，該電壓源的電動(dòng)勢(shì)e等于網(wǎng)絡(luò)的開路電壓uoc；該電壓源的內(nèi)阻等于網(wǎng)絡(luò)的入端電阻（內(nèi)電阻）ri 。 圖1-2-2的實(shí)驗(yàn)電路，現(xiàn)研究其中的一條支路（如rl支路）。那么可以把這條支路以外的虛線部分看作是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)，再把這個(gè)有源網(wǎng)絡(luò)變換

7、成等效電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻ri串聯(lián)的等效電路。 三、預(yù)習(xí)要求與計(jì)算仿真 1、本次實(shí)驗(yàn)涉及到以下儀器：直流穩(wěn)壓電源、直流電壓表、直流毫安表，電流插頭、插座。關(guān)于這些設(shè)備的使用說(shuō)明，詳見附錄，在正式實(shí)驗(yàn)前應(yīng)予以預(yù)習(xí)。 2、根據(jù)圖1-2-3、1-2-4中的電路參數(shù)，計(jì)算出待測(cè)量的電流、電壓值，記入表中，以便與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)比較，并幫助正確選定測(cè)量?jī)x表的量程。 3、利用pspice仿真軟件，根據(jù)圖1-2-3、1-2-4設(shè)計(jì)仿真電路，并試運(yùn)行。（pspice仿真軟件的使用方法詳見附錄） 四、注意事項(xiàng) 1、測(cè)量各支路的電流、電壓時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性以及數(shù)據(jù)表格中“+、-”號(hào)的記錄。 2、電源不作用時(shí)，不可將穩(wěn)壓源

8、直接短接。 3、用萬(wàn)用表直接測(cè)內(nèi)阻時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立電源必須先置零，以免損壞萬(wàn)用表，其次，歐姆表必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量。 4、改接線路時(shí)，要關(guān)掉電源。 五、思考題 1. 疊加原理中e1、e2分別單獨(dú)作用，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作？ 2. 各電阻所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？為什么？試用具體數(shù)據(jù)分析說(shuō)明。 3. 在求戴維南等效電路時(shí)，作短路實(shí)驗(yàn)，測(cè)isc的條件是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否直接作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？ 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 一、實(shí)驗(yàn)線路 實(shí)驗(yàn)線路如圖1-2-3、1-2-4所示。 a de1 iaib 2 l 圖1-2-3疊加原理實(shí)驗(yàn)電路圖 1-2-4戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路 c 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1、

9、疊加原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)前，先將兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令e1=12v，e2=6v。 按圖1-2-3接線，并將開關(guān)s1、s2投向短路一側(cè)。（開關(guān)s1和s2分別控制e1、e2兩電源 的工作狀況，當(dāng)開關(guān)投向短側(cè)時(shí)說(shuō)明該電源不作用于電路。） 1） 接通e1=12v電源，s2投短路側(cè)（e1單獨(dú)作用），測(cè)量此時(shí)各支路電流，測(cè)量結(jié)果填 入表1-2-1中。 2） 接通e2=6v電源，s1投短路側(cè)（e2單獨(dú)作用），測(cè)量此時(shí)各支路電流，測(cè)量結(jié)果填 入表1-2-1中。 3） 接通e1=12v電源，e2=6v電源（e1和e2共同作用），測(cè)量此時(shí)各支路電流，測(cè)量結(jié) 果填入表1-2-1中。 2、 戴維南定理實(shí)驗(yàn) 按圖1-2

10、-4接線，將一路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令u保持12v。 1） 測(cè)網(wǎng)絡(luò)的開路電壓uoc 。將rl斷開，用電壓表測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓uoc ，（a、 b兩點(diǎn)間電壓），即得等效電壓源的等效電動(dòng)勢(shì)es。記入表1-2-2中。 2） 測(cè)網(wǎng)絡(luò)的短路電流isc 。將rl斷開，并將a、b兩點(diǎn)間用一根短路導(dǎo)線相連，用電流表測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)短路電流isc，（a-ma-b支路的電流），即得等效電流源的等效電流is 。記入表1-2-2中。 3） 測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)入端電阻ri 。三種方法測(cè)量，結(jié)果記入表1-2-2中。 a) 先將電壓源及負(fù)載rl從電路中斷開，并將原電壓端所接的兩點(diǎn)用一根短路導(dǎo)線相連。用萬(wàn)用表測(cè)出a、b兩點(diǎn)間

11、的電阻rab（rab=ri）。 b) 測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓uoc和有源二端網(wǎng)絡(luò)短路電流isc ，算出入端電阻ri 。（ri= uoc / isc） c) 先斷開rl ，測(cè)網(wǎng)絡(luò)的開路電壓uoc 。再將rl接上，用電壓表測(cè)負(fù)載rl的兩端電壓uab ，調(diào)節(jié)rl，使uab =（1/2）? uoc ，則此時(shí)ri = rl。（為什么？） 4）a、b間接rl（任意值），測(cè)rl兩端電壓和流過rl上的電流，記入表1-2-3中。 四、表格與數(shù)據(jù) 表1-2-1 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1、完成數(shù)據(jù)表格中的計(jì)算，進(jìn)行必要的誤差分析。 2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性，驗(yàn)證戴維南定理的正確性。 3、說(shuō)明測(cè)有源二端網(wǎng)

12、絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法， 并比較其優(yōu)缺點(diǎn)，考慮是否有其它測(cè)量方法。 4、心得體會(huì)及其它。 注：1、如下圖所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的類似電路。 圖1-2-5 疊加原理實(shí)驗(yàn)電路 圖1-2-6 戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路 篇三：實(shí)驗(yàn)4_疊加原理與戴維南定理的驗(yàn)證 實(shí)驗(yàn)四 疊加原理與戴維南定理的驗(yàn)證 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。 2、驗(yàn)證戴維南定理的正確性 3、掌握測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法 二、原理說(shuō)明 1、疊加原理：在有幾個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元

13、件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。 線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵(lì)信號(hào)（某獨(dú)立源的值）增加或減小k倍時(shí)，電路的響應(yīng)（即在電路其它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。 2、任何一個(gè)線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源二端口網(wǎng)絡(luò)）。 戴維南定理指出：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替，此電壓源的電動(dòng)勢(shì)es等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓u0c，其等效內(nèi)阻r0等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零（理想電壓源視為短路，理想電流視為開路）時(shí)的等效電阻。 u0c和r0稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。 3、有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)

14、的測(cè)量方法 （1）開路電壓、短路電流法 在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時(shí)，用電壓表直接測(cè)其輸出端的開路電壓u0c，然后將其輸出端短路，用電流表測(cè)其短路電流isc，則內(nèi)阻為r0=uoc/isc （2）伏安法 用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖a所示。根據(jù)外特性曲線求出斜率tg，則內(nèi)阻ro=tg=u/i=uoc/isc 圖a 圖b 用伏安法，主要是測(cè)量開路電壓及電流為額定值in時(shí)的輸出端電壓值un，則內(nèi)阻為ro=uoc-un/in 若二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻值很低短路電流很大時(shí)，則不宜測(cè)短路電流。 （3）半電壓法 如圖b所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)開路電壓一半時(shí)，負(fù)載電阻（負(fù)載電阻由萬(wàn)用表測(cè)量） ，即為被

15、測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。 （4）零示法 在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時(shí)，用電壓表進(jìn)行直接測(cè)量會(huì)造成較大的誤差，為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測(cè)量法，如圖c所示。 圖c 零示法測(cè)量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時(shí)，電壓表的讀數(shù)為“0”，然后將電路斷開，測(cè)量此時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。 圖d 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1、rxdi-1a電路原理實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái) 2、萬(wàn)用表 1臺(tái) 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 （一）疊加原理：實(shí)驗(yàn)電路如圖e所示。 1、按圖e電路接線，取u1=12v，u2為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源

16、，調(diào)至 u2=+6v。 圖e 2、 3、令u1單獨(dú)作用時(shí)（使bc短接），且直流數(shù)字電壓表和毫安表測(cè)量各支路電流及各電阻元件 4、兩端電壓，將數(shù)據(jù)記入表格中。 3、令u2單獨(dú)作用時(shí)（使fe短接），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 2的測(cè)量，并記錄。 4、令u1和u2共同作用時(shí)，重復(fù)上述的測(cè)量和記錄。 5、將u2=+12v，重復(fù)上述第3項(xiàng)的測(cè)量并記錄。 6、將330電阻換成一只二極管in4007重復(fù)15的測(cè)量過程，將數(shù)據(jù)記入表格中。 （二）戴維南定理：被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖d（a）所示。 1、用開路電壓、短路電流法測(cè)定戴維南等效電路的uoc和ro。 按圖d（a）電路接入穩(wěn)壓電源es和恒流源is及可變電阻rl，測(cè)定uoc和ro。 2、負(fù)載實(shí)驗(yàn) 按圖d(a)改變r(jià)l阻值，測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性。 3、驗(yàn)證戴維南定理 用一只10k的電位器，將其阻值調(diào)整到等于按步驟1所得的等效電阻r0之值，然后令其與直流穩(wěn)壓電源（調(diào)到步驟“1”時(shí)所測(cè)得的開路電壓uoc之值）相串聯(lián)，如圖d（b）所示，仿照步驟“2”測(cè)其外特性，對(duì)戴維南定理進(jìn)行驗(yàn)證。 4、測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱入端電阻）的其它方法，將被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)立源置零（將電流源斷開，短路電壓源），然后用伏安法或者