课9 实验二 叠加原理、戴维南定理验证(2011-10-24)
工作报告叠加原理和戴维南定理实验报告
工作报告-叠加原理和戴维南定理实验报告工作报告-叠加原理和戴维南定理实验报告一、实验目的1.学习和掌握叠加原理和戴维南定理的基本概念和原理。
2.通过实验，深入理解叠加原理和戴维南定理的实际应用。
3.提高实验技能和动手能力，掌握基本的电路分析和设计方法。
二、实验原理1.叠加原理：在线性电路中，多个电源共同作用时，各电源单独作用产生的电压（或电流）之和等于它们共同作用时产生的电压（或电流）。
2.戴维南定理：任何一个有源二端网络，都可以等效为一个电源电动势E和内阻R串联的形式。
其中，电动势E等于开路电压，内阻R等于网络中所有电源为零时，从两端看向网络的等效电阻。
三、实验步骤1.准备实验器材：电源、电阻器、电压表、电流表、电键、导线等。
2.搭建实验电路：根据叠加原理和戴维南定理的原理，搭建相应的电路。
3.进行实验测量：首先，分别测量各电源单独作用时的电压（或电流）；然后，同时作用时测量总的电压（或电流）。
4.分析实验数据：根据测量数据，验证叠加原理的正确性，并根据戴维南定理计算等效电动势和内阻。
5.讨论实验结果：对实验结果进行分析和讨论，评估误差和实验条件的影响。
四、实验结果及分析1.数据记录：2.结果分析：通过实验测量，我们发现总电压（15V）等于三个电源电压之和（10V + 5V + 8V = 23V），总电流（4.5A）也等于三个电源电流之和（2A + 1A +1.5A = 4.5A），验证了叠加原理的正确性。
同时，根据戴维南定理，等效电动势E等于开路电压（15V），等效内阻R等于网络中所有电源为零时，从两端看向网络的等效电阻。
在这个实验中，由于只有一个电阻器，所以等效内阻R等于该电阻器的阻值。
五、结论总结通过本次实验，我们验证了叠加原理和戴维南定理的正确性，并掌握了它们的实际应用。
实验结果表明，在线性电路中，多个电源共同作用时，各电源单独作用产生的电压（或电流）之和等于它们共同作用时产生的电压（或电流），这为分析和设计电路提供了重要的理论依据。
叠加定理和戴维南定理实验报告
叠加定理和戴维南定理实验报告实验报告：叠加定理和戴维南定理
引言：
在本次实验中, 我们将介绍和应用叠加定理和戴维南定理两个电路原理的实验过程、结果和分析。
材料和方法:
我们使用了电流计，电压计和万用表等电学实验工具，以及运用不同的电路仿真软件如Multisim、Simetrix等，并采取多种电路组合，对系统进行测试。
结果和分析：
通过本次实验，我们可以看出叠加定理是一种简单但有效的方法，在测量复杂电路时能够快速轻松地计算出每个单独的电流和电压。
另一方面，戴维南定理可以使我们更有效地使用材料和设备，以及识别更重要的电路部分。
结论：
总的来说，本次实验是成功的。
通过应用叠加定理和戴维南定理，我们得出了精确的电路参数，测试结果符合预期，证明了这两个电路原理在电路设计中的重要性和实用性。
未来展望：
本次实验对我们进一步深入研究电路设计和电路优化提供了很好的基础。
我们还可以在此基础上，尝试更复杂的电路设计和实验，进一步加强我们的实践能力。
叠加定理和戴维南定理实验报告
叠加定理和戴维南定理实验报告一、实验目的1、深入理解叠加定理和戴维南定理的基本概念和原理。
2、通过实验操作，掌握运用叠加定理和戴维南定理分析电路的方法。
3、培养实验操作技能和数据处理能力，提高对电路理论的实际应用能力。
二、实验原理1、叠加定理叠加定理指出：在线性电路中，多个电源共同作用时，在任一支路中产生的电流（或电压）等于各个电源单独作用时在该支路产生的电流（或电压）的代数和。
在使用叠加定理时，需要分别考虑每个电源单独作用的情况。
当一个电源单独作用时，其他电源应视为零值，即电压源短路，电流源开路。
然后将各个电源单独作用时在该支路产生的电流（或电压）进行代数相加，得到最终的结果。
2、戴维南定理戴维南定理表明：任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，可以用一个电压源和一个电阻的串联组合来等效替代。
其中，电压源的电压等于有源二端网络的开路电压，电阻等于有源二端网络内所有独立电源置零后所得到的无源二端网络的等效电阻。
三、实验设备1、直流稳压电源（多组输出）2、直流电流表3、直流电压表4、电阻箱5、实验电路板6、连接导线若干四、实验内容与步骤1、叠加定理实验（1）按照图 1 所示连接电路，其中 E1 ＝ 10V，E2 ＝ 5V，R1 ＝10Ω，R2 ＝20Ω，R3 ＝30Ω。
（2）测量 E1 单独作用时，各支路的电流和电压。
将 E2 短路，接通 E1，记录电流表和电压表的读数。
（3）测量 E2 单独作用时，各支路的电流和电压。
将 E1 短路，接通 E2，记录电流表和电压表的读数。
（4）测量 E1 和 E2 共同作用时，各支路的电流和电压。
同时接通E1 和 E2，记录电流表和电压表的读数。
（5）将测量结果填入表 1，验证叠加定理。
表 1 叠加定理实验数据｜电源作用情况｜ I1（mA）｜ I2（mA）｜ I3（mA）｜ Uab （V）｜｜｜｜｜｜｜｜ E1 单独作用｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜｜ E2 单独作用｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜｜ E1、E2 共同作用｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜｜叠加结果｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜2、戴维南定理实验（1）按照图 2 所示连接电路，其中有源二端网络由电阻 R1 ＝50Ω，R2 ＝100Ω，电压源 E ＝ 20V 组成。
实验二直流电路叠加原理与戴维南定理的验证
原电路中各电压、电流的最后结果是
5.
6. 各电压分量、 电流分量的代数和。
与支路电流、电压方向一致的各电流、电压分量取正 与支路电流、电压方向相反的各电流、电压分量取负
三、实验设备
四、实验内容 实验线路如图所示，用TKDG-03挂箱的“基 尔霍夫定律/叠加原理”电路板。
1k
五、实验步骤
1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入
U1和U2处。开关K3投向R5侧。 2. 令U1电源单独作用（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直流数字毫安
表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两 端的电压，记录入表1。 3. 令U2电源单独作用（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，记录入表1 4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2 侧）， 重复上述的测量，并记录入表1 。
表1 叠加原理验证实验数据
六、实验注意事项
1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测 量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值 的＋、－号后，记入数据表格。 2. 注意仪表量程的及时更换。 3.改接线路时，要关掉电源。
戴维南定戴理维的南验定证理验证
一、实验目的
1.验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。 2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
路.首先从叠加原理实验板上去含有电流表的支路 AD,其电阻为RL的值,即510 ,再从电阻箱上取得按 步骤“4”所得的等效电阻R0之值，将二者串联, 然 后令其与直流稳压电源（调到步骤“3”时所测得的 开路
电压Uoc之值）相串联，，用直流数字毫安表（接 电流插头）测量支路电流I′,并记录表2 6. 比较步骤2与步骤5所测电流的值，并得出结论。
实验二 戴维南定理与叠加原理的验证
触发器
实验内容
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
4、D触发器和JK触发器间的相互转换 （1）将JK触发器转换成D触发器，并验证其逻辑功能。 （2）将D触发器转换成JK触发器，并验证其逻辑功能。
触发器
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
报告要求
1．阐述输出状态“不变”和“不定”的含 义。
2．总结Sd和Rd及各输入端的作用。 3．总结各触发器的特点。 4．整理实验数据用。
3、JK 触发器
（1）将J、K端和Sd、Rd端分别接逻辑电平，CP端接单脉冲， 看Q、Qf 端电平壮态，按表4要求，测试并记录Sd、Rd对输 出端状态的控制作用。方法同前。
（2）测试JK触发器的逻辑功能
改变J、K状态，并用Sd和Rd端对触发器进行异步置位 或复位，按表5要求。测试其逻辑功能，并在表中记结果。 （3）测试传输延迟时间TPHL和TPLH
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
触发器
实验目的
1. 了解时钟脉冲的触发作用。 2. 掌握常用触发器的逻辑功能。 3. 熟悉各类触发器间的相互转换。
触发器
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
实验仪器及器件
1．双踪示波器SS-5702A 2．万用表 3．SK5、SK6模块
触发器
实验内容
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
用二踪示波器同时显示CP端和Q端的波形，调节示波器，使波形与屏幕水平 中心线对称，测试并记录D触发器的TPHL和TPLH
触发器
实验内容
D
CP
Sd××0 Nhomakorabea××
1
D
CP
0
1
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
实验二 叠加定理和戴维宁定理的验证
实验二 叠加定理和戴维宁定理的验证
一、实验目的
1．通过实验加深对基尔霍夫定律、叠加原理和戴维南定理的理解。 2．学会用伏安法、短路电流法、二次电压法测一端口网络等效内阻。 3．正确使用直流电压表、电流表及直流稳压电源。
二、预习要求
1．阅读本次实验各项内容及附录，熟悉实验电路图，了解各仪器仪表的使用方法。 2．复习基尔霍夫定律、叠加原理和戴维南定理。分析电路时注意标明电流、电压的正 方向。 3．了解测试有源一端口网络开路电压和等效电阻的方法。
测量项目 实验内容 U1 单独作用 U2 单独作用 U1、 U2共 同 作 用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
U1 (V)
U2 (V)
I1 (mA)
I2 (mA)
I3 (mA)
UAB (V)
UCD (V)
UAD (V)
UDE (V)
UFA (V)
3. 令 U2 电源单独作用（将开关 S1 投向短路侧，开关 S2 投向 U2 侧） ，重复实验步骤 2 的测量，记录之。 4. 令 U1 和 U2 共同作用（开关 S1 和 S2 分别投向 U1 和 U2 侧） ， 重复上述的测量，并 记录之。 5. 将 R5（330Ω）换成二极管 1N4007（即将开关 S3 投向二极管 IN4007 侧） ，重复 1～ 5 的测量过程，记录之。
3
Ω
I
(a) 电路的 Uoc、R0 和诺顿等效电路的 ISC、R0。
叠加定理和戴维南定理实验报告
叠加定理和戴维南定理实验报告在物理学中，叠加定理和戴维南定理是两个非常重要的概念，它们在解决复杂物理问题时起着至关重要的作用。
本实验旨在通过具体的实验操作，验证叠加定理和戴维南定理，并对其原理进行深入的探究和分析。
实验一，验证叠加定理。
首先，我们将在实验室中准备好一个平行板电容器，然后分别将两块不同电介质板插入电容器中。
接下来，我们将连接电源，使电容器充电，然后使用电场强度计测量不同电介质板间的电场强度。
通过实验数据的记录和分析，我们可以验证叠加定理在电场叠加方面的准确性。
实验二，验证戴维南定理。
在这个实验中，我们将使用弹簧振子系统来验证戴维南定理。
首先，我们将测量单个弹簧振子的振动周期和频率，然后将两个弹簧振子连接在一起，再次测量其振动周期和频率。
通过对比实验数据，我们可以验证戴维南定理在多个振动系统叠加时的准确性。
实验结果分析：通过以上两个实验的操作和数据分析，我们得出了以下结论，叠加定理和戴维南定理在实验中得到了有效验证。
叠加定理表明，对于线性介质，所受外电场的合成效应等于各个电场单独作用时的效应之和；戴维南定理则表明，多个振动系统叠加时，每个振动系统的振幅和相位都可以分别求出，然后再将它们进行矢量叠加。
结论：通过本次实验，我们验证了叠加定理和戴维南定理的准确性，这两个定理在物理学中有着广泛的应用。
它们为我们解决复杂的物理问题提供了重要的理论基础，对于深入理解电场、振动系统等物理现象具有重要意义。
总结：叠加定理和戴维南定理是物理学中的重要概念，通过本次实验，我们对这两个定理有了更深入的理解。
这些理论知识的实际应用，不仅帮助我们解决了具体的物理问题，也为我们打开了更广阔的物理世界。
通过不断的实验探究和理论学习，我们可以更好地理解和应用这些重要的物理定律。
实验二 叠加定理和戴维南定理的验证
实验二 叠加定理和戴维南定理的验证一、实验目的1、通过实验加深对叠加定理与戴维南定理内容的理解。
2、学习线性有源二端网络等效参数的测量方法，加深对“等效”概念的理解。
3、进一步加深对参考方向概念的理解。
二、实验器材与设备 1、电工实验台2、电路原理实验箱或相关实验器件3、数字万用表 一块4、导线若干三、实验原理及实验步骤 1、叠加定理的实验 （1）实验电路原理图（2）实验原理：叠加定理的内容：对任一线性电路而言，任一支路的电流或电压，都可以看作是电路中各个电源单独作用下，在该支路产生的电流或电压的代数和。
叠加定理是分析线性电路的非常有用的网络定理，叠加定理反映了线性电路的一个重要规律：叠加性。
要深入理解定理的涵意，适用范围，灵活掌握叠加定理分析复杂线性电路的方法，通过实验可进一步加深对它的理解。
（3）实验步骤：①调节实验电路中的两个直流电源，分别让U S1=12V 和U S2=6V ； ②当U S1单独作用时，U S2短接，但保留其支路电阻R 2；③测量U S1单独作用下各支路电流I 1'、I 2'和I 3'，支路端电压U ab '，记录在自制的表格中； ④再让U S1短接，保留其支路电阻R 1。
测量U S2单独作用下各支路电流I 1"、I 2"和I 3"，支路端电压U ab "，记录在自制的表格中；⑤测量两个电源共同作用下的各支路电流I 1、I 2和I 3，结点电压U ab ，记录在自制的表S2I 2叠加定理验证实验电路格中；⑥验证叠加定理的正确性。
2、戴维南定理的实验 （1）实验原理电路（2）实验原理：戴维南定理的内容：对任意一个有源二端网络而言，都可以用一个理想电压源U S '和一个电阻R 0'的戴维南支路来等效代替。
等效代替的条件是：原有源二端网络的开路电压U OC 等于戴维南支路的理想电压源U S '；原有源二端网络除源后（让网络内所有的电压源短路处理，保留支路上电阻不动；所有电流源开路）成为无源二端网络后的入端电阻R 0等于戴维南支路的电阻R 0'。
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戴维南等效电路外特性测试
表2 戴维南定理实验数据（等效前）
U OC （ Ω） I SC
RL=1kΩ
Uoc（V）
RL RL=250Ω
Isc（A）
RL=500Ω
Req＝
RL=750Ω
Uab（V）
R4 330Ω SA1 R1 R2 SA 2
1.5k Ω
+
1kΩ -
a b
510Ω
+
E2 -
E1
图3 戴维南电路外特性测试连线图
图4 等效后的连线图
表3
RL
戴维南定理实验数据（等效前）
RL=250Ω RL=500Ω RL=750Ω RL=1kΩ
Uab（V）
五、注意事项
1. 由模拟数字实验箱提供的直流电压源E1及E2在使
用时需注意不可短接，否则将易使电源烧坏。 2. 在测量各电压和电流前，应预先设定好各支路电压
电工技术基础
实验二 叠加原理 及戴维南定律的验证
一、实验目的
1. 验证线性电路叠加性和齐次性的正确性，加深对线性电 路性质的认识。
2. 验证基尔霍夫定律，加深对集总电路KCL、KVL的理解。
3. 验证戴维南定理的正确性，掌握戴维南等效的方法。 4. 加深电路的参考方向和参考极性的认识。
二、实验仪器
七、实验总结题
1. 选择一个节点，用实验数据验证基尔霍夫电流定律的
正确性。
2. 选择一个回路，用实验数据验证基尔霍夫电压定律的 正确性。 3. 任选一条支路，用实验数据说明线性电路的叠加性、 齐次性的正确性。 4. 整理实验数据，根据实验记录数值，进行简要的误差 计算与分析。 5. 电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算？试根据实 验数据进行计算并得出结论。 6. 比较表2和表3中的数据，说明戴维南定理的正确性。
6
7
R4
2. 戴维南定理的验证 开路电压uOC的测量方法
SA1
+
330Ω R1 1.5k Ω R2 SA 2
+
a b
510 Ω E2 -
E1 -
图2 有源二端网络实验电路
将电压表并接在二端网络的 输出端，则电压表的测量值近似 为端口处的开路电压uoc
等效电阻RO的测量方法
将电流表串接在二端网络的 输出端，则电流表的测量值近似 为端口处的短路电流isc，然后利用 公式 RO=Uoc/ isc ， 即可求出 等效电阻Ro。 【注意】：需预先估算该短路电 流值，以免电流过大，损坏电源 及器件。
作业： 1、完成实验内容 2、撰写实验报告
完毕！
序号 1 2 3 仪器名称 模拟数字实验箱 数字万用表 指针式万用表 UT58E MF64 型号或规格 主要功能
三、实验原理及说明（略）
R4
四、实验内容和步骤
1. 叠加原理的验证
表1 叠加原理实验数据
330Ω SA1
+
R1 1.5k Ω R3 1 kΩ -
R2 510 Ω
SA 2
+
E1
和支路电流的参考方向和参考极性，设定好后在测量
过程中不再改变。 3. 测量各支路电压和电流时，应注意仪表的表棒极性
应按设定的参考方向接入电路，数据记录时应带正负
符号。
六、预习思考题
1. 实验1的电路中，若有一个电阻器是半导体二极管，
线路电路的叠加性与齐次性是否还成立？基尔霍夫定 律呢？说明理由。 2. 实验过程中，均未考虑E1、E2电源内阻，这样做 是否可以？说明理由。
E2 -
图1 叠加原理验证实验电路
I3/mA I4/mA UR1/V UR2/V UR3/V UR4/V
测量项目 实验内容 1 E1 单独作用
E1/VE2/VFra bibliotekI1/mA
I2/mA
2
E2 单独作用 E1、E2 共同 作用
3
4
E1、E2 单独 作用叠加计算值
*5
E1/2单独作用 相对误差 （叠加性） 相对误差 （齐次性）