疊加原理和戴維南定理實驗報告

1、疊加原理和戴維南定理實驗報告篇一：實驗報告1：疊加原理和戴維南定理的驗證 實驗報告 疊加原理和戴維南定理的驗證 姓名 班 級 學號 疊加原理和戴維南定理的驗證 一實驗目的： 1. 通過實驗加深對基爾霍夫定律、疊加原理和戴維南定理的理解。 2. 學會用伏安法測量電阻。 3. 正確使用萬用表、電磁式儀表及直流穩(wěn)壓電源。 二實驗原理： 1.基爾霍夫定律： 1）.電流定律（kcl）：在集中參數電路中，任何時刻，對任一節(jié)點，所有各支路電流的代數和恒等于零，即 ?=0。流出節(jié)點的支路電流取正號，注入節(jié)點的支路電流取負號。 2）.電壓定律（kvl）：在集中參數電路中，任何時刻，對任一回 路內所有支路或原件電

2、壓的代數和恒等于零，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，反之取負號。 2.疊加原理 在多個獨立電源共同作用的線性電路中，任一支路的電流（或電壓）等于各個電源獨立作用時在該支路所產生的電流（或電壓）的代數 和。 3. 戴維南定理： 任一線性有源二端網絡對外電路的作用均可用一個等效電壓源來代替，其等效電動勢eo等于二端網絡的開路電壓uo，等效內阻ro等于該網絡除源（恒壓源短路、開流源開路）后的入端電阻。 實驗仍采取用圖2-3-1所示電路?？砂補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絡。測得a、c兩端的開路電壓uab即為該二端網絡的等效

3、電動勢eo,內阻可通過以下幾種方法測得。 （1）伏安法。將有源二端網絡中的電源除去，在兩端鈕上外加一已知電源e，測得電壓u和電流i，則 u ro=（2）直接測量法。將有源二端網絡中的電壓源除去，用萬用表的歐姆檔直接測量有源二端網絡的電阻值即為ro 。本實驗所用此法測量，圖2中的開關s1合向右側，開關s2斷開，然后用萬能表的歐姆擋側a、c兩端的電阻值即可。 （3）測開路電壓和短路電流法。測量有源二端網絡的開路電壓u0和短路電流is。則 r0=u0/is 測試如圖2-3-3所示，開關s打開時測得開路電壓u0,閉合時測得短路電流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。先測量有源二端網的開路電壓u0，再在兩端紐間接入一個已知電阻rl，測量電阻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s打開時，測得開路電壓u0，s閉合時， 三 實驗儀器和設備 1.電工技術實驗裝置 2.萬能多用表 四實驗內容： 1.疊加原理 分別求出us1,us2單獨作用時各個支路電流與電壓，再求us1,us2同時作用時的電流電壓，驗證疊加原理。 開關打向電阻 開關打向二極管由表可驗證電流的疊加原理。 2.戴維南定理： （1）測的開路電壓，將左側開關合向左側，右側開關合向右側，測的uab （2用伏安法測的等效電阻，左側

5、開關合向短路側，右側開關合向接通電源，測的u和i，計算r0 (3)用二次電壓法測等效電阻。取一個已知電阻，通過測的開路電壓和 篇二：疊加原理和戴維南定理 實驗二、疊加原理和戴維南定理 實驗預習： 一、實驗目的 1、 牢固掌握疊加原理的基本概念，進一步驗證疊加原理的正確性。 2、 驗證戴維南定理。 3、 掌握測量等效電動勢與等效內阻的方法。 二、實驗原理 疊加原理： 在線性電路中，有多個電源同時作用時，在電路的任何部分所產生的電流或電壓，等于這些電源分別單獨作用時在該部分產生的電流或電壓的代數和。 為了驗證疊加原理，可就圖1-2-1的線路來研究。當e1和e2同時作用時，在某一支路中所產生的電流i

6、，應為e1單獨作用在該支路中所產生的電流i?和e2單獨作用在該支路中所產生的電流i?之和，即i= i?+ i?。實驗中可將電流表串接到所研究的支路中分別測得在e1和e2單獨作用時，及它們共同作用時的電流和電壓加以驗證。 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： 一個有源的二端網絡就其外部性能來說，可以用一個等效電壓源來代替，該電壓源的電動勢e等于網絡的開路電壓uoc；該電壓源的內阻等于網絡的入端電阻（內電阻）ri 。 圖1-2-2的實驗電路，現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有源二端網絡，再把這個有源網絡變換

7、成等效電動勢和內阻ri串聯的等效電路。 三、預習要求與計算仿真 1、本次實驗涉及到以下儀器：直流穩(wěn)壓電源、直流電壓表、直流毫安表，電流插頭、插座。關于這些設備的使用說明，詳見附錄，在正式實驗前應予以預習。 2、根據圖1-2-3、1-2-4中的電路參數，計算出待測量的電流、電壓值，記入表中，以便與實驗測量的數據比較，并幫助正確選定測量儀表的量程。 3、利用pspice仿真軟件，根據圖1-2-3、1-2-4設計仿真電路，并試運行。（pspice仿真軟件的使用方法詳見附錄） 四、注意事項 1、測量各支路的電流、電壓時，應注意儀表的極性以及數據表格中“+、-”號的記錄。 2、電源不作用時，不可將穩(wěn)壓源

8、直接短接。 3、用萬用表直接測內阻時，網絡內的獨立電源必須先置零，以免損壞萬用表，其次，歐姆表必須經調零后再進行測量。 4、改接線路時，要關掉電源。 五、思考題 1. 疊加原理中e1、e2分別單獨作用，在實驗中應如何操作？ 2. 各電阻所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？為什么？試用具體數據分析說明。 3. 在求戴維南等效電路時，作短路實驗，測isc的條件是什么？在本實驗中可否直接作負載短路實驗？ 實驗內容： 一、實驗線路 實驗線路如圖1-2-3、1-2-4所示。 a de1 iaib 2 l 圖1-2-3疊加原理實驗電路圖 1-2-4戴維南定理實驗電路 c 二、實驗設備 三、實驗步驟 1、

9、疊加原理實驗 實驗前，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s1、s2投向短路一側。（開關s1和s2分別控制e1、e2兩電源 的工作狀況，當開關投向短側時說明該電源不作用于電路。） 1） 接通e1=12v電源，s2投短路側（e1單獨作用），測量此時各支路電流，測量結果填 入表1-2-1中。 2） 接通e2=6v電源，s1投短路側（e2單獨作用），測量此時各支路電流，測量結果填 入表1-2-1中。 3） 接通e1=12v電源，e2=6v電源（e1和e2共同作用），測量此時各支路電流，測量結 果填入表1-2-1中。 2、 戴維南定理實驗 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） 測網絡的開路電壓uoc 。將rl斷開，用電壓表測有源二端網絡開路電壓uoc ，（a、 b兩點間電壓），即得等效電壓源的等效電動勢es。記入表1-2-2中。 2） 測網絡的短路電流isc 。將rl斷開，并將a、b兩點間用一根短路導線相連，用電流表測有源二端網絡短路電流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） 測有源二端網絡入端電阻ri 。三種方法測量，結果記入表1-2-2中。 a) 先將電壓源及負載rl從電路中斷開，并將原電壓端所接的兩點用一根短路導線相連。用萬用表測出a、b兩點間

11、的電阻rab（rab=ri）。 b) 測有源二端網絡開路電壓uoc和有源二端網絡短路電流isc ，算出入端電阻ri 。（ri= uoc / isc） c) 先斷開rl ，測網絡的開路電壓uoc 。再將rl接上，用電壓表測負載rl的兩端電壓uab ，調節(jié)rl，使uab =（1/2）? uoc ，則此時ri = rl。（為什么？） 4）a、b間接rl（任意值），測rl兩端電壓和流過rl上的電流，記入表1-2-3中。 四、表格與數據 表1-2-1 五、實驗報告 1、完成數據表格中的計算，進行必要的誤差分析。 2、根據實驗數據驗證線性電路的疊加性與齊次性，驗證戴維南定理的正確性。 3、說明測有源二端網

12、絡開路電壓及等效內阻的幾種方法， 并比較其優(yōu)缺點，考慮是否有其它測量方法。 4、心得體會及其它。 注：1、如下圖所示，實驗時可能會出現的類似電路。 圖1-2-5 疊加原理實驗電路 圖1-2-6 戴維南定理實驗電路 篇三：實驗4_疊加原理與戴維南定理的驗證 實驗四 疊加原理與戴維南定理的驗證 一、實驗目的 1、驗證線性電路疊加原理的正確性，加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解。 2、驗證戴維南定理的正確性 3、掌握測量有源二端網絡等效參數的一般方法 二、原理說明 1、疊加原理：在有幾個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每一個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個獨立源單獨作用時在該元

13、件上所產生的電流或電壓的代數和。 線性電路的齊次性是指當激勵信號（某獨立源的值）增加或減小k倍時，電路的響應（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、任何一個線性含源網絡，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有源二端網絡（或稱為含源二端口網絡）。 戴維南定理指出：任何一個線性有源網絡，總可以用一個等效電壓源來代替，此電壓源的電動勢es等于這個有源二端網絡的開路電壓u0c，其等效內阻r0等于該網絡中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短路，理想電流視為開路）時的等效電阻。 u0c和r0稱為有源二端網絡的等效參數。 3、有源二端網絡等效參數

14、的測量方法 （1）開路電壓、短路電流法 在有源二端網絡輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓u0c，然后將其輸出端短路，用電流表測其短路電流isc，則內阻為r0=uoc/isc （2）伏安法 用電壓表、電流表測出有源二端網絡的外特性如圖a所示。根據外特性曲線求出斜率tg，則內阻ro=tg=u/i=uoc/isc 圖a 圖b 用伏安法，主要是測量開路電壓及電流為額定值in時的輸出端電壓值un，則內阻為ro=uoc-un/in 若二端網絡的內阻值很低短路電流很大時，則不宜測短路電流。 （3）半電壓法 如圖b所示，當負載電壓為被測網絡開路電壓一半時，負載電阻（負載電阻由萬用表測量） ，即為被

15、測有源二端網絡的等效內阻值。 （4）零示法 在測量具有高內阻有源二端網絡的開路電壓時，用電壓表進行直接測量會造成較大的誤差，為了消除電壓表內阻的影響，往往采用零示測量法，如圖c所示。 圖c 零示法測量原理是用一低內阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網絡進行比較，當穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網絡的開路電壓相等時，電壓表的讀數為“0”，然后將電路斷開，測量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測有源二端網絡的開路電壓。 圖d 三、實驗設備 1、rxdi-1a電路原理實驗箱 1臺 2、萬用表 1臺 四、實驗內容及步驟 （一）疊加原理：實驗電路如圖e所示。 1、按圖e電路接線，取u1=12v，u2為可調直流穩(wěn)壓電源

16、，調至 u2=+6v。 圖e 2、 3、令u1單獨作用時（使bc短接），且直流數字電壓表和毫安表測量各支路電流及各電阻元件 4、兩端電壓，將數據記入表格中。 3、令u2單獨作用時（使fe短接），重復實驗步驟 2的測量，并記錄。 4、令u1和u2共同作用時，重復上述的測量和記錄。 5、將u2=+12v，重復上述第3項的測量并記錄。 6、將330電阻換成一只二極管in4007重復15的測量過程，將數據記入表格中。 （二）戴維南定理：被測有源二端網絡如圖d（a）所示。 1、用開路電壓、短路電流法測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，測定uoc和ro。 2、負載實驗 按圖d(a)改變rl阻值，測量有源二端網絡的外特性。 3、驗證戴維南定理 用一只10k的電位器，將其阻值調整到等于按步驟1所得的等效電阻r0之值，然后令其與直流穩(wěn)壓電源（調到步驟“1”時所測得的開路電壓uoc之值）相串聯，如圖d（b）所示，仿照步驟“2”測其外特性，對戴維南定理進行驗證。 4、測定有源二端網絡等效電阻（又稱入端電阻）的其它方法，將被測有源網絡內的所有獨立源置零（將電流源斷開，短路電壓源），然后用伏安法或者