疊加原理和戴維南定理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗二、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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)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(chǎn)生的電流I，應為E1單獨作用在該支路中所產(chǎn)生的電流I¢和E2單獨作用在該支路中所產(chǎn)生的電流I²之和，即I= I¢+ I

2、8;。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(wǎng)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(wǎng)絡的開路電壓UOC；該電壓源的內(nèi)阻等于網(wǎng)絡的入端電阻（內(nèi)電阻）Ri 。圖1-2-2的實驗電路，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有源二端網(wǎng)絡，再把這個有源網(wǎng)絡變換成等效電動勢和內(nèi)阻Ri串聯(lián)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

3、流毫安表，電流插頭、插座。關(guān)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(jù)圖1-2-3、1-2-4中的電路參數(shù)，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(shù)據(jù)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(jù)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(shù)據(jù)表格中“+、-”號的記錄。2、電源不作用時，不可將穩(wěn)壓源直接短接。3、用萬用表直接測內(nèi)阻時，網(wǎng)絡內(nèi)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(jīng)調(diào)零后再進行測量。4、改接線路時

4、，要關(guān)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(shù)據(jù)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(nèi)容：一、實驗線路實驗線路如圖1-2-3、1-2-4所示。 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二、實驗設備序號名稱規(guī)格型號數(shù)量1直流穩(wěn)壓電源WYK303B3雙路12電流表直流0-1A13萬用表VC9801A14直流電路實驗板1三、實驗步驟1、 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，

5、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，當開關(guān)投向短側(cè)時說明該電源不作用于電路。）1） 接通E1=12V電源，S2投短路側(cè)（E1單獨作用），測量此時各支路電流，測量結(jié)果填入表1-2-1中。2） 接通E2=6V電源，S1投短路側(cè)（E2單獨作用），測量此時各支路電流，測量結(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），測量此時各支路電流，測量結(jié)果填入表1-2-1中。2、 戴維南定理實驗按圖1-2-4接線，將一路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令U保持12V。1） 測網(wǎng)絡的開路電壓UOC 。將

6、RL斷開，用電壓表測有源二端網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡入端電阻Ri 。三種方法測量，結(jié)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兩點間的電阻RAB（RAB=Ri）。b) 測有源二端網(wǎng)絡開路電壓UOC和有源二端網(wǎng)絡短路電流ISC ，算

7、出入端電阻Ri 。（Ri= UOC / ISC）c) 先斷開RL ，測網(wǎng)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(diào)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(shù)據(jù)表1-2-1I1（mA）I2（mA）I3（mA）測量計算誤差測量計算誤差測量計算誤差U1=12V U2=6VU1=12V U2=6V表1-2-2開路電壓UOC（V）短路電流ISC（mA）等效內(nèi)阻Ria)b)c)測量值計算值表1-2-3URL（V）IRL（mA）計算值測量值計算值測量值RL =RL =五、實驗報告1、完成數(shù)據(jù)表格中的計算，進行必要的誤差分析。2、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)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