电路原理实验

《电路原理》实验

实验四叠加原理的验证

（验证性实验）北方民族大学电工电子实验中心

一、实验目的1、通过实验来验证线性电路中的叠加原理以及其适用范围。2、学习直流仪器仪表的测试方法。二、实验原理

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

叠加原理适用于线性电路，如果网络是非线性的，叠加原理不适用。图4-1的电路含有一个非线性元件（二极管或稳压管），叠加原理不适用，如果将二极管或稳压管换成一线性电阻，则可以运用叠加原理。线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。三、仪表设备及选用挂箱序号名称数量备注1稳压、稳流源1DG04或GDS-032直流电路实验1DG05或GDS-06A3直流电压、电流表1D31-2或GDS-10四、实验内容（一）天煌设备实验线路如图4-1所示。图4—11、按图4-1，取U1＝+12V，U2调至+6V。2、令U1电源单独作用时（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧），用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格4-1。3、U2电源单独作用时（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录。4、令U1和U2共同作用时（将开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录。5、将U2的数值调至+12V，重复上述第3项的测量，并记录。

表4—1线性电路叠加定理

测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用6、将R5换成一只二极管1N4001（即将开关K3投向二极管侧），重复1—5的测量过程，数据记入表4—2。表4-2非线性电路叠加定理

测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用（二）方圆设备

实验线路如图4—2。图4—2

1、按图4—2接好电路，R1、R2、R3均用常规负载GDS-06自由区接插相应元器件，接线时稳压、稳流源先应全部置零。2、调节GDS-03上的稳流源，使电流源输出为30mA，且在实验中应保持此值不变。再调稳压源，使其输出电压为10V，在实验中也保持此值不变。3、验证叠加原理（1）电压源单独作用时的接线,电流源开路。测电压源E单独作用时，各条支路的电流和电压，注意仪表量限和测量值的符号，所测数据记入表4—3。（2）将钮子开关S1断开，使A、B端连至短路侧，同时将使IS接通，再测各支路两端的电压和各支路电流，此时为电流源单独作用的值，电压源短路.也记入表4—3。（3）将电压、电流源同时接通，重复以上测量，数据记入同一表格中。表4—3验证叠加原理

项目条件UADUDCUBDIACUACE单独作用IS单独作用E和IS共同作用4、验证非线性元件不适用叠加定理

上图4—2中AC支路的线性电阻R4用稳压管代替，按步骤4，重复测量各支路电流和电压，与替代前的数值进行比较，数据记入表4—4中。

表4—4验证非线性元件不适用叠加定理

项目条件UADUDCUBDUACIACUAC/IACE单独作用IS单独作用E和IS共同作用五、实验注意事项1、稳流源不应开路，否则它两端正电压会很高。为安全起见，在断开IS前，先用一短线将IS短接，然后断开IS

。2、稳压源不应短路，否则电流会过大。实际设备稳压源短路后会过流保护，复位后重新使用。3、用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“+、-”的记录。4、注意仪表量程的及时更换。5、当U1短路时，将开关K1拨至短路侧，此时U1将不在电路中，测量电压UFA时应注意F点的链接。当U2短路时，将开关K2拨至短路侧，此时U2将不在电路中，测量电压UAB时应注意B点的链接。六、预习思考题1、叠加原理中U1、UU2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1、U2）置零（短接）？2、实验电路中，若有一个电阻器改为二极，试问叠加原理的叠加性和齐次性还成立吗？为什么？七、思考题1、与稳流源IS串接的510Ω电阻如果换成1kΩ，对电路种各支路电流有何影响？试用实验测试证实。2、在进行叠加实验时，对不作用的稳压源和稳流源应如何处理？如果它们有内电阻或内电导，则应如何处理？八、实验报告1、根据实验数据表格，进行分析、