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实验二 直流电路 叠加原理与戴维南 定理的验证

实验二 直流电路 叠加原理与戴维南 定理的验证. 叠加原理的验证. 叠加原理验证. 一、实验目的. 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路叠加性的认识和理解。. 二、原理说明. 在多个电源同时作用的 线性电路 ( 电路参数不随电压、电流的变化而改变 ) 中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。. 叠加原理. I 1 ''. I 1 '. I 2 '. A. I 2 ''. I 2. I 1. A. A. R 1. I 3 ''. I 3 '. R 1. R 1. I 3. +. R 3.

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实验二 直流电路 叠加原理与戴维南 定理的验证

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Presentation Transcript

  1. 实验二 直流电路 叠加原理与戴维南 定理的验证

  2. 叠加原理的验证 叠加原理验证 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路叠加性的认识和理解。 二、原理说明 在多个电源同时作用的线性电路(电路参数不随电压、电流的变化而改变)中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。 叠加原理

  3. I1'' I1' I2' A I2'' I2 I1 A A R1 I3'' I3' R1 R1 I3 + R3 R3 R2 R3 R2 + R2 + + + E1 E2 E2 E1 _ B _ B _ _ B 原电路： E1、E2共同作用 E1单独作用 E2不作用 E2=0 E2单独作用 E1不作用 E1=0 I1 = I1‘ + I1'‘ I2 = I2‘ + I2'‘ I3 = I3‘ + I3'' 求代数和：

  4. 2.叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。2.叠加时只将电源分别考虑，电路的结构和参数不变。 不作用的恒压源应予以短路，即令E=0； 不作用的恒流源应予以开路，即令 Is=0。 = + 应用叠加原理要注意的问题 • 叠加原理只适用于线性电路 • 线性电路：电路参数不随电压、电流的变化而改变。

  5. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。 • 原电路中各电压、电流的最后结果是 • 各电压分量、 电流分量的代数和。 与支路电流、电压方向一致的各电流、电压分量取正 与支路电流、电压方向相反的各电流、电压分量取负

  6. 三、实验设备

  7. 四、实验内容 实验线路如图所示，用TKDG-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路板。 1k

  8. 五、实验步骤 1.将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。开关K3投向R5侧。 2.令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和直流数字毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，记录入表1。 3.令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量，记录入表1 4.令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量，并记录入表1。

  9. 表1 叠加原理验证实验数据

  10. 六、实验注意事项 1.用电流插头测量各支路电流时，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。 3.改接线路时，要关掉电源。

  11. 戴维南定理的验证 戴维南定理验证 一、实验目的 1.验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。 2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。 二、原理说明 任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。 戴维南定理

  12. 二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路二端网络：若一个电路只通过两个输出端与外电路 相联，则该电路称为“二端网络”。 （Two-terminals = One port） A A B B 名词解释： 有源二端网络： 二端网络中含有电源 无源二端网络： 二端网络中没有电源

  13. 有源二端网络用电压源模型等效。 有源 二端网络 R0 RL RL + E _ 戴维南定理 注意：“等效”是指对端口外等效。

  14. A A 相应的 无源 二端网络 有源 二端网络 B B A A 有源 二端网络 R0 RL RL + B B _ E 等效电压源的内阻等于相应 无源二端网络的输入电阻。 有源网络变无源网络的 原则是：电压源短路， 电流源断路。 等效电压源的电动势 （E）等于有源二端 网络的开端电压； U0 R0=RAB E=U0

  15. 三、实验设备

  16. 四、实验内容 I (mA) UOC (V) R0 () I (mA)

  17. 五、实验步骤 1.取一路稳压电压源的输出调节为12V;取一路稳压电流源的输出调节为10mA,分别接入US和IS处。 RL自元件箱取值510，开关K3投向RL侧。 2.用直流数字毫安表（接电流插头）测量支路电流I,并记录入表2。 3.将电阻RL端断开，用直流数字电压表测量开路电压UOC，并记录入表2。

  18. 4.在步骤3的基础上，用导线将电压源入US短接，电流源IS断开，用自备万用表欧姆档，测量电阻，该电阻为等效电阻R0，并记录入表2。4.在步骤3的基础上，用导线将电压源入US短接，电流源IS断开，用自备万用表欧姆档，测量电阻，该电阻为等效电阻R0，并记录入表2。 5. 验证戴维南定理：搭建如上图所示等效电路的电路.首先从叠加原理实验板上去含有电流表的支路AD,其电阻为RL的值,即510 ,再从电阻箱上取得按步骤“4”所得的等效电阻R0之值，将二者串联,然后令其与直流稳压电源（调到步骤“3”时所测得的开路

  19. 电压Uoc之值）相串联，，用直流数字毫安表（接电流插头）测量支路电流I′,并记录表2电压Uoc之值）相串联，，用直流数字毫安表（接电流插头）测量支路电流I′,并记录表2 6.比较步骤2与步骤5所测电流的值，并得出结论。 表2 戴维南验证实验数据 I (mA) R () UOC (V) I (mA)

  20. 六、实验注意事项 1.注意仪表量程的及时更换,改接线路时，要关掉电源。 2.步骤“5”中，电压源置零时不可将稳压源短接。 3.用万用表直接测R0时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。

  21. 本次实验的实验报告要求 1.根据实验数据验证线性电路的叠加性。 2.各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用表1实验数据，进行计算并作结论。 3.叠假原理实验电路中，若有一个电阻器改为二极管 ，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？ 4.在戴维南实验中将测得的Uoc与R0与预习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论？由表2归纳、总结实验结果。

  22. 实验2作业 作业 1.认真写好实验报告 2.在下周同一时间按时交回实验报告 3.查阅日光灯的工作原理 4.复习内容(1)正弦稳态交流电路中串、并联电路的电压和电流的相量关系;(2)有功功率及功率因素的提高;(3)功率表的连接 5.预习下次实验，并写预习报告 谢谢大家的合作！

  23. 实验 2 结 束

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