1、实验一、叠加原理和戴维南定理实验预习：一、实验目的1、 牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。2、 验证戴维南定理。3、 掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。二、实验原理叠加原理：在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分所产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。为了验证叠加原理，可就图 1-2-1 的线路来研究。当 E1 和 E2 同时作用时，在某一支路中所产生的电流 I，应为 E1 单独作用在该支路中所产生的电流 I和 E2 单独作用在该支路中所产生的电流 I之和，即 I= I+ I。实验中可将电流表串接到所研究的支路中分别
2、测得在E1 和 E2 单独作用时，及它们共同作用时的电流和电压加以验证。I +E1I+ E1+E2+E2I图1-2-1 叠加原理图(a) (b)图 1-2-2 戴维南定理图戴维南定理：一个有源的二端网络就其外部性能来说，可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势 E 等于网络的开路电压 UOC；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）R i 。图 1-2-2 的实验电路，现研究其中的一条支路（如 RL 支路） 。那么可以把这条支路以外的虚线部分看作是一个有源二端网络，再把这个有源网络变换成等效电动势和内阻 Ri 串联的等效电路。三、预习要求与计算仿真1、本次实验涉及到以下仪器：直流稳压电源
3、、直流电压表、直流毫安表，电流插头、插座。关于这些设备的使用说明，详见附录，在正式实验前应予以预习。2、根据图 1-2-3、1-2-4 中的电路参数，计算出待测量的电流、电压值，记入表中，以便与实验测量的数据比较，并帮助正确选定测量仪表的量程。3、利用 PSPICE 仿真软件，根据图 1-2-3、1-2-4 设计仿真电路，并试运行。 （PSPICE仿真软件的使用方法详见附录）四、注意事项1、测量各支路的电流、电压时，应注意仪表的极性以及数据表格中“+、-”号的记录。2、电源不作用时，不可将稳压源直接短接。3、用万用表直接测内阻时，网络内的独立电源必须先置零，以免损坏万用表，其次，欧姆表必须经调
4、零后再进行测量。4、改接线路时，要关掉电源。五、思考题1. 叠加原理中E 1、E 2分别单独作用，在实验中应如何操作？2. 各电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？为什么？试用具体数据分析说明。3. 在求戴维南等效电路时，作短路实验，测I SC的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？实验内容：一、实验线路实验线路如图 1-2-3、1-2-4 所示。ACBDE1E2I3I1I2S1S21 0R L2 0 05 1 05 1 03 0 0+ -1 2 Vm AAB图 1-2-3 叠加原理实验电路 图 1-2-4 戴维南定理实验电路二、实验设备序号 名称 规格型号 数量1 直流稳压电源 W
5、YK303B3 双路 12 电流表 直流 0-1A 13 万用表 VC9801A 14 直流电路实验板 1三、实验步骤1、 叠加原理实验实验前，先将两路直流稳压电源接入电路，令 E1=12V，E 2=6V。按图 1-2-3 接线，并将开关 S1、S 2 投向短路一侧。 （开关 S1 和 S2 分别控制 E1、E 2 两电源的工作状况，当开关投向短侧时说明该电源不作用于电路。 ）1） 接通 E1=12V 电源，S 2 投短路侧（E 1 单独作用） ，测量此时各支路电流，测量结果填入表 1-2-1 中。2） 接通 E2=6V 电源，S 1 投短路侧（E 2 单独作用） ，测量此时各支路电流，测量结
6、果填入表 1-2-1 中。3） 接通 E1=12V 电源，E 2=6V 电源（E 1 和 E2 共同作用） ，测量此时各支路电流，测量结果填入表 1-2-1 中。2、 戴维南定理实验按图 1-2-4 接线，将一路直流稳压电源接入电路，令 U 保持 12V。1） 测网络的开路电压 UOC 。将 RL 断开，用电压表测有源二端网络开路电压 UOC ， （A、B 两点间电压） ，即得等效电压源的等效电动势 ES。记入表 1-2-2 中。2） 测网络的短路电流 ISC 。将 RL 断开，并将 A、B 两点间用一根短路导线相连，用电流表测有源二端网络短路电流 ISC， （A-mA-B 支路的电流） ，即
7、得等效电流源的等效电流 IS 。记入表 1-2-2 中。3） 测有源二端网络入端电阻 Ri 。三种方法测量，结果记入表 1-2-2 中。a) 先将电压源及负载 RL 从电路中断开，并将原电压端所接的两点用一根短路导线相连。用万用表测出 A、B 两点间的电阻 RAB（R AB=Ri） 。b) 测有源二端网络开路电压 UOC 和有源二端网络短路电流 ISC ，算出入端电阻 Ri 。 （R i= UOC / ISC）c) 先断开 RL ，测网络的开路电压 UOC 。再将 RL 接上，用电压表测负载 RL 的两端电压 UAB ，调节 RL，使 UAB =（1/2） U OC ，则此时 Ri = RL。
8、 （为什么？）4）A、B 间接 RL（任意值） ，测 RL 两端电压和流过 RL 上的电流，记入表 1-2-3 中。四、表格与数据表 1-2-1I1（mA ） I2（mA ） I3（mA）测量 计算 误差 测量 计算 误差 测量 计算 误差U1=12V U2=6VU1=12V U2=6V表 1-2-2等效内阻 Ri开路电压UOC（V）短路电流ISC（mA） a) b) c)测量值计算值表 1-2-3URL（V） IRL（mA）计算值 测量值 计算值 测量值RL =RL =五、实验报告1、完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。2、根据实验数据验证线性电路的叠加性与齐次性，验证戴维南定理的正确性。3、说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法， 并比较其优缺点，考虑是否有其它测量方法。4、心得体会及其它。注：1、如下图所示，实验时可能会出现的类似电路。F12图 1-2-5 叠加原理实验电路图 1-2-6 戴维南定理实验电路
