疊加定理的驗證實驗線路分析
2022-04-06 08:08疊加定理的驗證實驗線路分析實驗目的
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.學習復雜電路的連接方法
二、疊加定理的驗證實驗線路分析實驗原理
如果把獨立電源稱為激勵，由它引起的支路電壓、電流稱為響應，則疊加原理可以簡述為：在有多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，可以看成是每一個獨立源單獨作用時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。
在含有受控源的線性電路中，疊加定理也是適用的。但疊加定理不適用于功率計算，因為在線性網(wǎng)絡中，功率是電壓或者電流的二次函數(shù)。
線性電路的齊次性是指當激勵信號（某獨立源的值）增加或減少K倍時，電路的響應（即在電路其他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。
三、疊加定理的驗證實驗線路分析實驗設備
| 序號 | 名稱 | 型號與規(guī)格 | 數(shù)量 | 備注 |
| 1 | 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 | 0～12V | 1 | |
| 2 | 直流穩(wěn)壓電源 | 6V 、 12V切換 | ||
| 3 | 萬用表 | 1 | ||
| 4 | 直流數(shù)字毫安表 | 1 | ||
| 5 | 直流數(shù)字電壓表 | 1 |
實驗線路如圖4-1所示。
圖4-1 疊加原理驗證
1.將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為12V和6V，接到U1和U2處。
2.令U1電源單獨作用（將開關K1投向U1,開關K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和毫安表分別測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表4-1。
表4-1
|
測量項目 實驗內(nèi)容 |
U1 (V) |
U2 (V) |
I1 (mA) |
I2 (mA) |
I3 (mA) |
UAB (V) |
UCD (V) |
UAD (V) |
UDE (V) |
UEA (V) |
| U1 單獨作 用 | ||||||||||
| U2 單獨作 用 | ||||||||||
| U1、U2共同作用 |
4.令U1和U2共同作用（開關K1和開關K2分別投向U1和U2側(cè)），重復上述測量，重復實驗步驟2的測量并記錄，數(shù)據(jù)記入表4-1。
5.將U2的數(shù)值調(diào)至+12V，重復上述第3項的測量并記錄，數(shù)據(jù)記入表4-1。
※6、將R4換成二極管IN4007，開關K3打向二極管IN4007側(cè)，重復步驟1～5。數(shù)據(jù)記入表4-2。
表4-2
| 測量項目實驗內(nèi)容 |
U1 ( V ) |
U2 (V) |
I1 (mA) |
I2 (mA) |
I3 (mA) |
UAB (V) |
UCD (V) |
UAD (V) |
UDE (V) |
UEA (V) |
|
U1 單獨 作 用 |
||||||||||
|
U2單獨 作 用 |
||||||||||
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U1、U2 共同作用 |
1.用電流表測量各支路電流時，或者用電壓表測量電壓降時，應注意儀表的極性，正確判斷測得值的＋、－號后，記入數(shù)據(jù)表格。
2.注意儀表量程的及時更換。
六、預習思考題
1.可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？
2.實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管，試問疊加原理的疊加性與齊次性還成立嗎？為什么？
七、實驗報告
1.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格，進行分析、比較、歸納、總結(jié)實驗結(jié)論，即驗證線性電路的疊加性與齊次性。
2.各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？試用上述實驗數(shù)據(jù)，進行計算并作結(jié)論。
3.通過實驗步驟6及分析表格4-2的數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結(jié)論？
