電路分析實(shí)驗(yàn)箱--疊加定理的驗(yàn)證
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
1、驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。
2、學(xué)習(xí)復(fù)雜電路的連接方法
二、實(shí)驗(yàn)原理
如果把獨(dú)立電源稱為激勵(lì)，由它引起的支路電壓、電流稱為響應(yīng)，則疊加原理可以簡(jiǎn)述為：在有多個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)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(jì)算，因?yàn)樵诰€性網(wǎng)絡(luò)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(dāng)激勵(lì)信號(hào)（某獨(dú)立源的值）增加或減少K倍時(shí)，電路的響應(yīng)（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、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
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序號(hào) |
名稱 |
型號(hào)與規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
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1 |
可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 |
0～12V |
1 |
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2 |
直流穩(wěn)壓電源 |
6V 、 12V切換 |
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3 |
萬用表 |
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1 |
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4 |
直流數(shù)字毫安表 |
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1 |
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5 |
直流數(shù)字電壓表 |
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1 |
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四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)線路如圖4-1所示。
圖4-1 疊加原理驗(yàn)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(dú)作用（將開關(guān)K1投向U1,開關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和毫安表分別測(cè)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(cè)量項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 |
U1
(V) |
U2
(V) |
I1
(mA) |
I2
(mA) |
I3
(mA) |
UAB
(V) |
UCD
(V) |
UAD
(V) |
UDE
(V) |
UEA
(V) |
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U1 單獨(dú)作 用 |
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U2 單獨(dú)作 用 |
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U1、U2共同作用 |
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3、令U2電源單獨(dú)作用（將開關(guān)K1投向短路側(cè)，開關(guān)K2投向U2側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測(cè)量并記錄，數(shù)據(jù)記入表4-1。
4、令U1和U2共同作用（開關(guān)K1和開關(guān)K2分別投向U1和U2側(cè)），重復(fù)上述測(cè)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測(cè)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(fù)上述第3項(xiàng)的測(cè)量并記錄，數(shù)據(jù)記入表4-1。
※6、將R4換成二極管IN4007，開關(guān)K3打向二極管IN4007側(cè)，重復(fù)步驟1～5。數(shù)據(jù)記入表4-2。
表4-2
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測(cè)量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)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(dú)
作 用 |
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U2單獨(dú)
作 用 |
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U1、U2
共同作用 |
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五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1、用電流表測(cè)量各支路電流時(shí)，或者用電壓表測(cè)量電壓降時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性，正確判斷測(cè)得值的＋、－號(hào)后，記入數(shù)據(jù)表格。
2、注意儀表量程的及時(shí)更換。
六、預(yù)習(xí)思考題
1、可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？
2、實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)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(shí)驗(yàn)報(bào)告
1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，進(jìn)行分析、比較、歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)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(jì)算得出？試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。
3、通過實(shí)驗(yàn)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？
