实验三 叠加定理

实验三 叠加定理、戴维南定理的验证
一、实验目的
1．通过实验验证线性电路叠加定理、戴维南定理的正确性，加深对该定理的认识和理解。

1． 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法 2． 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、实验原理
1．叠加定理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个组件的电流或其两端的电压，可以看成是一个独立源单独作用时在该组件上所产生的电流或电压的代数和。

2．戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，对外电路而言，都可以用一个电压源和内阻的串联支路来代替如图3-1所示。

图3-1
其中电压源的数值等于原有源二端网络的开路电压U o ，其内阻
R o 等于有源二端网络中所有独立源置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效内阻。

三、实验内容与要求
图3-2 叠加定理实验图1．叠加定理的验证
实验线路如图3-2所示，取E
1＝12V，E
2
＝6V
（1）E
1
单独作用时，各支路的电流和电压
测量E
1单独作用时（将开关S
1
投向E
1
侧，开关S
2
投向短路侧），
用数字电压表和数字毫伏表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻组件两端的电压，记录于表3-1中。

（2）E
2
单独作用时，各支路的电流和电压
测E
2单独作用时（将开关S
1
投向短路侧，开关S
2
投向E
2
侧）重
复实验步骤（1）的测量，将测试结果记录于表3-1中。

（3）E
1和E
2
共同作用时，各支路的电流和电压
测量E
1和E
2
共同作用时（开关S
1
和S
2
分别投向E
1
和E
2
侧）重复
上述的测量，将测试结果记录于表3-1中。

表3-1
2．戴维南定理的验证
实验线路如图3-3所示。

图3-3 戴维南定理实验图
（1）用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的U
oc 和R
o
按图3-3（a）所示，接入稳压电源E
s 和恒流源I
s
及可变电阻
箱R
L ，用直流电压表测AB两点开路电压U
oc
，然后测AB两点短路
时的电流I
sc
，记录于表3-2中，从而算出有源二端网络的等效内
阻R
o。

表3-2
（2）测量有源二端网络的负载特性
实验线路如图3-3（a）所示，改变可变电阻R
L
，使其数值分别为表3-3中各值，记录相应的电压和电流，填于表3-3中。

表3-3
（3）验证戴维南定理
实验线路如图3-3（b）所示，改变可变电阻R
L
，使其数值分别
为表3-4中各值，记录相应的电压和电流，填于表3-4中，并与表3-3比较。

表3-4
（4）测定有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的其它方
法，将被测有源网络内的所有独立源置零（将电流源I
s
去掉，也去掉电压源，并在电压端所接的两点用一根短路导线相连），然后用
万用表的欧姆文件去测负载R
L
开路后A、B两点间的电阻，此即为
被测网络的电阻内阻R
o ，或称网络的入端电阻R
i。

3．仿真实验
在EWB虚拟实验平台上对以上实验内容进行仿真。

四、实验设备
五、实验报告要求
1．根据测试结果，验证叠加定理的正确性，并分析产生误差的原因。

2．根据测试结果，验证戴维南定理的正确性。

3．回答思考题。

六、注意事项
1．验证叠加定理时，必须注意在不同电源作用下，各支路的实际电压、电流的方向和大小。

2．注意电压源不能短路。

3．改接线路时，要关掉电源。

七、思考题
1．实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加性与齐次性还成立吗？为什么？
2．戴维南定理的使用条件是什么？。