实验一 叠加定理

实验一叠加定理
1.1.1实验目的
1．用实验方法验证叠加定理，加深对该定理的理解。

2．加深对电路的电流、电压参考方向的理解。

1.1.2 实验原理
叠加定理指出：在有几个独立电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。

在实验中当一个电源单独作用时，其他的电源必须置为零（电压源短路，电流源开路）；在求电流或电压的代数和时，当电源单独作用时电流或电压的参考方向与共同作用时的参考方向一致时，符号取正，否则取负。

叠加定理反映了线性电路的叠加性，另外线性电路还具有齐次性，即当激励信号（如电源作用）增加或减小K倍时，电路的响应（即在电路其他各元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小K倍。

叠加性和齐次性都只适用于求解线性电路中的电流、电压。

对于非线性电路，叠加性和齐次性都不适用。

在本实验中，用直流稳压电源来近似模拟电压源，由其产生的误差可忽略不计，这是因为直流稳压电源的等效内阻很小。

1.1.3实验预习要求
1．复习教材中叠加定理与计算方法，预习3.1.3中直流电压表、电流表、万用表和稳压电源的主要技术特性并掌握正确的使用方法。

2．按表1.1.1的要求，用支路电流法计算出图1.1.1电路中支路电流和各电阻元件两端的电压，注意参考方向，并把计算结果填入表1.1.1中。

3．利用EDA软件对图1.1.1电路进行仿真分析。

软件详细介绍见教材和附录1。

电流表插座
图1.1.1叠加定理的实验电路
1.1.4实验设备与器件
1．双路可调直流稳压电源
2．数字万用表
3．电阻器若干
4．叠加定理实验电路板
1.1.5 实验内容与步骤
1．实验电路如图1.1.1所示，按实验电路图连接线路并调节电源参数值。

2．在电路图中接入电压表或电流表，当E1、E2共同作用时测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表1.1.1中。

3．当E1单独作用时，BC两点不接电源，直接用短路线相连。

记录数据同步骤2。

4．当E2单独作用时，FE两点不接电源，直接用短路线相连。

记录数据同步骤2。

表1.1.1叠加定理的实验数据记录
1.1.6 实验思考题
1．根据实验数据，进行分析、比较，来验证线性电路的叠加性，总结实验结论。

2．在验证叠加定理的实验中，各电阻器件所消耗的功率能否用叠加定理计算得出？试用实验数据进行计算并作说明。

3．怎样选择电表的量程以减小测量误差？怎样按图1.1.1所示电压、电流的参考方向连接电表的极性？
1.1.7实验注意事项
1．实验时，注意电压表和电流表的极性以便使电路中所有的电流的参考方向与图1.1.1所示保持一致，电压的参考方向与表1.1.1参数下标所列保持一致。

2．测量电流时，应将电流表串联在被测电路中，测量电压时，应将电压表并联在被测元件的两端。

实际电压、电流的方向与参考方向一致时取正，反之取负。

1.1.8 实验报告要求
1．简述叠加定理，根据实验记录数据，说明叠加定理的正确性。

2．对实验结果进行整理和分析，比较理论值、仿真值和测量值，完成实验思考题。

3．实验的心得、体会和建议。