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实验二验证叠加原理
实验目的
验证叠加定理,加深对该定理的理解
掌握叠加原理的测定方法
加深对电流和电压参考方向的理解
实验原理与说明
对于一个具有唯一解的线性电路,由几个独立电源共同作用所形成的各支路电流或电压,是各个独立电源分别单独作用时在各相应支路中形成的电流或电压的代数和。
(a)电压源电流源共同作用电路(b)电压源单独作用电路(c)电流源单独作用电路
图5-1 电压源,电流源共同作用与分别单独作用电路
图5-1所示实验电路中有一个电压源Us及一个电流源Is。设Us和Is共同作用在电阻R1上产生的电压、电流分别为U1、I1,在电阻R2上产生的电压、电流分别为U2、I2,如图5-1(a)所示。为了验证叠加原理令电压源和电流源分别作用。当电压源Us不作用,即Us=0时,在Us处用短路线代替;当电流源Is不作用,即Is=0时,在Is处用开路代替;而电源内阻都必须保留在电路中。
设电压源Us单独作用时(电源源支路开路)引起的电压、电流分别为、、、,如图5-1(b)所示。
设电流源单独作用时(电压源支路短路)引起的电压、电流分别为、、、,如图5-1(c)所示。
这些电压、电流的参考方向均已在图中标明。验证叠加定理,即验证式(5-1)成立。
式(5-1)
实验设备
名称数量型号
直流稳压电源 1台 0~30V可调
固定稳压电源 1台+15V
万用表 1台
电阻 3只 51W*1 100W*1 330W*1
短接桥和连接导线若干 P8-1和50148
实验用9孔插件方板 1块 297mm×300mm
实验步骤
按图5-2接线,取直流稳压电源US1=10V,US2=15V,电阻R1=330W,R2=100W,R3=51。
图5-2 验证叠加原理的实验线路
当US1、US2两电源共同作用时,测量各支路电流和电压值。
选择合适的电流表和电压表量程,及接入电路的极性。用短接桥(或导线)将“5”和“2”连接起来。接通电源US1;用短接桥(或导线)将“6”和“4”连接起来,接通电源US2,分别测量电流I1、I2、I3和电压U1、U2、U3。根据图5-2电路中各电流和电压的参考方向,确定被测电流和电压的正负号后,将数据记入表5-1中。
当电源US1单独作用时,测量各电流和电压的值。
选择合适的电流表和电压表量程,确定接入电路的极性。用短接桥(或导线)将“5”和“2”连接起来,接通电源US1;将“6”和“3”连接起来,使电源US2不作用。分别测量电流、、和电压、、。根据图5-2中各电流和电压的参考方向,确定被测电流和电压的正负号后,将数据记入表5-1中。
当电源US2单独作用时,测量各电流和电压的值。
选择合适的电流表和电压表量程,确定接入电路的极性,用