叠加定理验证及串联RLC电路
电工仿真实验指导
电路分析基础仿真实验指导书1实验一基尔霍夫定律的验证一、实验目的验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
二、原理说明基尔霍夫定律是电路理论中最基本也是最重要的定律之一。
它概括了电路中电流和电压分别应遵循的基本规律。
基尔霍夫定律内容有二：一是基尔霍夫电流定律，即KCL。
一是基尔霍夫电压定律，即KVL。
（1）基尔霍夫电流定律：电路中，任意时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零，亦即：∑Ⅰ=0 。
该式表明基尔霍夫电流定律规定了节点上各支路电流间的约束关系，这种关系与支路上元件的性质无关。
不论元件是线性的还是非线性的，含源的或无源的，时变的或时不变的等等都是适用的。
（2）基尔霍夫电压定律：电路中任意时刻，沿电路中任一闭合回路绕行一周，各段电压的代数和恒等于零，即∑U=0。
该式表明任一闭合回路中各段电压的约束关系，它与电路中元件的性质无关。
不论这些元件是线性的或是非线性的，含源的或无源的，时变的或时不变的等等都是适用的。
运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。
三、实验仪器设备微机和仿真软件四、实验内容1、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图1-1中的IFA 、IBA、IAD所示，并熟悉线路结构。
2、取稳压电源V1=6V，V2=12V。
3、将电流插头的两端接至毫安表的“＋、－”两端。
4、读出并记录电流值和电压值，记录之。
实验线路如图1-1所示。
V212V说明：从电压表和电流表的正负极来确定各元件上的电压和各支路电流的方向图 1-1表 1-1五、注意事项1、所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。
2、不允许电源两端短路。
3、从电压表和电流表的正负极来确定各元件上的电压和各支路电流的方向。
六、实验报告1、如何确定电流、电压的正负值？2、误差原因分析。
实验二叠加定理的验证一、实验目的1、验证叠加定理的正确性。
2、加深对线性电路叠加性的认识和理解。
二、原理说明叠加定理指出：在有几个独立源共同作用的线性电路中，任一支路电流（或电压）都是电路中各个电源单独作用时在该支路中产生的电流（或电压）的代数和。
电工学实验
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实验内容
电路分析部分
实验2 单口网络
2. 按所设计的实验线路和参数接线： 1） 确定负载电阻RL，测量负载电压UL、电流IL； 2） 断开负载支路测量单口网络的开路电压UOC ； 3） 测量该端口的短路电流ISC，计算等效内电阻R0； 4） 验证最大功率传递定理，单口网络带（电阻箱）负载，调节电阻值，测
2. 在开放实验室时提前进行调研,了解实验设备、仪表型号及使用方法，抄 录实验参数。
3. 拟出实验表格，应有测量值、计算值等栏目。
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实验内容
电路分析部分
实验3 交流电路元件参数的测量
四、实验内容与要求
1. 研究并设计出测量电阻R、电容C的实验电路和方法。（这里不允许用电
阻表和电容表测量参数。）
2. 结合所测数据计算R、C值，并与标称值进行对照 。 3. 设计用三表法测量RL、RC串联网络参数的实验。其中，镇流器可以看成
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课程介绍与基础知识
设计型实验的要求
一、实验前要认真理解题目，熟悉预备知识，设计实 验过程，完成设计报告。在设计报告中应明确实验目 的、实验原理图及实验步骤。 二、列出实验用仪器设备、了解实验中所用仪器设备 性能，简单叙述其在实验中的作用。 三、认真记录实验数据，标明物理量及其单位，记录 表格整齐，采集数据点选择合理。 四、仔细观察、认真思考实验现象和规律，应用理论 知识理解现象的发生、发展过程，积极与教师共同讨 论未知问题。
实验线路板、直流电压表、直流电流表、万用表、直流稳压电源等。 返回
实验内容
电路分析部分
实验1 电工实验基本知识与基本测量
三、实验预习 1. 复习KCL、KVL、复习叠加定理。 2. 复习有关参考方向的意义方面的内容。 3. 实验前到实验室调研。了解实验设备及各仪表型号及使用方法，抄录实
《电工与电子技术B》课程标准
《电工与电子技术B》课程标准1．课程定位从发电、输电、控电到用电，船舶上电气设备齐备。
《电工与电子技术》是非电类少学时专业学生的重要专业基础课，本课重在使学生理解“电”的特性，培养学生在仪表、电气设备及电气线路的认读、使用、安装、调试与维护中必备的电工技能。
本课程对提高学生综合素质、树立正确宇宙观还有重要作用。
2．设计思路（1）内容设计本课以电工技术五个模块为教学范畴。
基于课程的性质、特点及本校的教学实际情况，在教学内容的选取上，突出了基本知识的学习和基本技能的培养，体现了课程的“基础性”；增加了综合性和创新设计性实验的“工学平台”等，体现了课程的“应用性”；介绍本课程领域的新进展和引入先进的实验技术，保持了课程的“先进性”。
构建了适合于非电类少学时专业特点的“基础性 + 应用性 + 先进性”的模块式教学内容体系。
课程内容的选取是依据本校后续相关专业课程的教学需求、知识内容的相关性及课程的特点，具有较强的针对性与适用性，同时课程的实践教学内容能充分体现课程的实用性、综合性和创造性。
（2）教学设计1．用“理论、实践”紧密结合的教学方式，用“够用为度、注重实践”的课程内容安排，体现教学体系的创新，符合应用性人才的培养规律。
2．“相对开放”的实践教学过程，充分调动学习热情。
电工实践教学有两部分组成，一是必做项目，由老师首先指导，学生独立完成。
二是自选项目，由学生独立进行，老师进行指导。
让学生提高动手能力又加深理论知识的理解。
二、课程目标（1）能识别电路的主要物理量和主要电气符号，具备安全用电常识；（2）能正确使用电工仪器仪表，具有电气测量技能；（3）具有交、直流电路和三相交流电路的分析和测试能力；（4）具有电动机拆装技能，具有电动机的控制线路的识图；（5）具有二极管和三极管的识别及使用能力；（6）掌握简单的数字电路基础知识。
三、内容标准及实施建议1．课题安排及学时分配按照本课程在非电类少学时专业中的课程定位，以及在后续课程中的作用，以“够用为度、注重实践”的准则，通过对知识技能的“模块化”教学，帮助学生对知识和技能的归类理解和掌握，把教学内容分成个教学课题模块，如下图所示。
电工电子学(二)实验.
实验一直流电路一、实验目的1．验证叠加原理和戴维南定理的内容,加深理解其内涵。
2．学习使用稳压电源。
3．掌握用数字万用表测量直流电量的方法。
二、相关知识叠加原理是线性电路中的普遍性原理,它是指当有几个电源同时作用于线性电路时,电路中所产生的电压和电流等于这些电源分别单独作用时在该处所产生的电压和电流的代数和。
在分析一个复杂的线性网络时,可以利用叠加原理分别考虑各个电源的影响,从而使问题简化,本实验通过测量各电源的作用来验证该原理。
戴维南定理是指在线性电路中,任何一个有源二端网络总可以看做一个等效电源,等效电源的电动势就等于该网络的开路电压U O，等效电源的内阻R O等于该网络中所有电源置零(电压源短路,电流源开路)后所得无源网络的等效电阻。
如图1—1所示有源二端网络图（a）可以由图（b）等效代替。
利用戴维南定理可以把复杂电路化简为简单电路,从而使计算简化。
（a）（b）图1—1 有源二端网络及其等效电路有源二端网络等效内阻R O的三种测量方法：1．开路短路法。
若图（a）的AB端允许短路，可以测量其短路电流I S，再测AB端的开路电压U O，则等效电阻R O=U O／I S。
2．外特性法。
在AB之间接一负载电阻R L如图（a）所示，测绘有源二端网络的外特性曲线U= f（I），该曲线与坐标轴的交点为U O和I S，则R O=U O／I S。
3．直接测量法。
使有源二端网络中的电源置零（电压源短路，电流源开路），用万用表电阻挡直接测量AB端的阻值R O。
三、预习要求1．复习教材中有关叠加定理和戴维南定理的内容,掌握其基本要点,注意其使用条件。
2．阅读实验指导中有关仪器的使用方法：3．预习本次实验内容，作好准备工作。
（1）熟悉实验线路和实验步骤。
（2）对数据表格进行简单的计算。
（3）确定仪表量程。
四、实验线路原理图图1—2 叠加定理实验线路图图1—3 戴维南定理实验原理图图1—4 戴维南等效电路五、实验设备1．THHE—1型高性能电工电子技术实验台（双路稳压电源、数字电压表、数字电流表）。
电路原理
二 基本原理
1.线性电路满足叠加性，即在有几个独立源共同
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三. 实验内容
按左图接线,其中E=10V为稳压 电源的输出电压,实验中保持不 变,其余元件如图示(即实验台 上直流稳压电路单元中的电 路).按下图表测量实验数据
待 测 量 测 量 值
I1
I2
I3
IA
IS
U1
U2
U3
UA
US
四. 实验报告
(1) 完成实验测试、数据列表
(2) 根据基氏定律及电路参数计算出各支路电流及电压 (3) 计算结果与实验测量结果进行比较,说明误差原因
触发部分
垂直控制部分
垂直方向每格 为0.5V
水平控制部分
水平方向每格为0.5ms
触发系统
读出功能
1.光标开\关: 按此键可打开\关闭光标测量功能
2.光标功能: 按此键选择下列测量功能:
(1)⊿ V:电压差测量; (2)⊿ V%:电压差百分比测量; (3)⊿ VdB:电压 增益测量; (4)⊿ T:时间差测量; (5)1/⊿ T:频率测量; (6)DUTY:占空比测 量; (7)PHASE:相位测量
在任一假设的封闭面内. 同样适用.如图
假设电流流出为正,流 进为负,则有
I1+I2-I3=0
(2)KVL:在任一时刻,沿闭合回路电压降的代数和等于零.一般 形式为:∑U=0 . 如图所示
在左图的闭合回路中,电压 参考正方向如箭头所示,从 节点a出发,顺时针方向绕行 一周又回到a 点,则 U1+U2+U3-U4-U5=0 该定律也是普遍使用于线性 和非线性的电路.
高玉良《电路与模拟电子技术》第版全部习题答案
第一章电路的基本概念和基本定律1.1在题1.1图中，各元件电压为U 1=-5V ， U2=2V， U3 =U4=-3V ，指出哪些元件是电源，哪些元件是负载？解：元件上电压和电流为关联参考方向时，P=UI；电压和电流为非关联参考方向时，P=UI 。
P>0 时元件吸收功率是负载，P<0 时，元件释放功率，是电源。
本题中元件1、 2、 4 上电流和电流为非关联参考方向，元件 3 上电压和电流为关联参考方向，因此P =-U× 3= - （ -5 ）× 3=15W；11P2 =-U2× 3=-2 × 3=-6W；2I 2=-4 AP3 =U3×（ -1 ） =-3 ×（ -1 ） =3W；- U2+I 3=-1 A P =-U×（ -4 ） =- （ -3 ）×（ -4 ） =-12W。
+++ 44元件 2、 4 是电源，元件 1、 3是负载。
1U 13 U 34 U 41.2在题 1.2图所示的RLC 串联电路中，已知---I 1=3Au C ( 3e t e 3t )V求 i 、u R和 u L。
题 1.1图解：电容上电压、电流为非关联参考方向, 故4Ω电阻、电感上电压、电流为关联参考方向+u R -1.3在题 1.3 图中，已知 I=2A ，求U ab和P ab。
i++解： U =IR+2-4=2 × 4+2-4=6V ，1/3F u C1H u L ab--电流 I与 U ab为关联参考方向，因此P =U I=6 ×2=12W题1.2 图abab1.4 在题 1.4 图中，已知 I S=2A， U S=4V ，求流过恒压源的电流I 、恒流源上的电压 U及它们的功率，验证电路的功率平衡。
1Ω解： I=I S=2A，I SR I U=IR+U S=2×1+4=6V++22U I--U S与 I 为关联参考方向，电压源功率：P U=IU S=2×4=8 W，题1.4 图U 与 I 为非关联参考方向，电流源功率：P =-I U=-2× 6=-12W，I S验算： P U+P I +P R=8-12+4=01.5求题 1.5 图中的R和U ab、U ac。
中南大学2021年《电路理论》期末试题A卷及答案
(一) 单选题1. 流过理想电压源的电流大小与外电路（A ）。
(A)有关 (B) 无关 (C)不确定 2. 无源一端口电阻网络可等效变换为（C ）。
(A)电阻和电压源的串联(B) 电导和电流源的串联(C)电阻3. 无源一端口电阻网络的端电压和端电流分别为24V 和6A ，则无源一端口网络的输入电阻为（D ）。
(A)(B) (C) (D)4.图1.2所示电路中，已知V ，则电压源电压为（C ）。
(A) 5V (B) (C) 12V (D)5. 用回路法分析电路，各回路方程的自阻（A ）。
(A)恒为正(B) 恒为负(C)恒为零(D)可正可负6.若元件ab 的V ，电流A ，则此元件工作在（）。
(A)电源状态 (B) 负载状态 (C)不确定 7. 特勒根定理1的本质是（A ）。
(A)KVL 的体现(B) KCL 的体现(C)KVL 和KCL 的体现(D)功率守恒8. 回路电流法自动满足（A ）。
(A)KVL (B) KCL (C)KVL 和KVL 9. 三角形连接的三个电阻阻值为，则等效变换为星形连接时星形电阻阻值等于（B ）。
(A) 2 (B) 4 (C) 6 (D)3 10. 节点电压法的本质是（B ）。
(A)KVL 的体现 (B) KCL 的体现 (C)KVL 和KVL 的体现(二) 判断题1. 叠加定理使用中，当电压源不作用时，此电压源在电路中相当于开路。
A(A)对 (B)错2. 叠加定理适应于任意集总电路。
B(A) 对(B) 错3. 星形连接的电阻电路可以和三角形连接的电阻电路相互进行等效变换。
A(A) 对(B) 错4. 在直流电阻电路中，电容元件相当于开路。
A(A) 对(B) 错5. 支路电流法是以支路电流为未知量，利用KVL列方程求解的方法。
B(A) 对(B) 错6. KVL和KCL适用于任意集总电路。
A(A) 对(B) 错7. 等效变换的本质是一端口的伏安特性在变换前后不发生改变。
电路实验新
目录实验一元件伏安特性的测试 (2)实验二基尔霍夫定律 (7)实验三叠加定理 (8)实验四戴维南定理和诺顿定理 (10)实验五运算放大器和受控源 (15)实验六常用电子仪器的使用 (22)实验七一阶、二阶动态电路 (24)实验八RLC串联电路的幅频特性与谐振现象 (28)实验九交流电路等效参数的测定 (32)实验十单相交流电路及功率因数的提高 (36)实验十一三相交流电路的测量 (39)实验十二二端口网络的研究 (42)实验一 元件伏安特性的测试一、实验目的1. 掌握线性电阻元件，非线性电阻元件及电源元件伏安特性的测量方法。
2. 学习直读式仪表和直流稳压电源等设备的使用方法。
二、实验原理电阻性元件的特性可用其端电压U 与通过它的电流I 之间的函数关系来表示，这种U 与I 的关系称为电阻的伏安关系。
如果将这种关系表示在I U ~平面上，则称为伏安特性曲线。
1. 线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线斜率的倒数就是电阻元件的电阻值。
如图1-1所示。
由图可知线性电阻的伏安特性对称于坐标原点，这种性质称为双向性，所有线性电阻元件都具有这种特性。
图1-1图1-2半导体二极管是一种非线性电阻元件，它的阻值随电流的变化而变化，电压、电流不服从欧姆定律。
半导体二极管的电路符号用1-2所示。
由图可见，具有单向性特点。
因此，半导体二极管的电阻值随着端电压的大小和极性的不同而不同，当直流电源的正极加于二极管的阳极而负极与阴极联接时，二极管的电阻值很小，反之二极管的电阻值很大。
2. 电压源电压源的电压总能保持为某个给定的时间函数，其电压与通过元件的电流无关，称为理想电压源。
理想电压源的符号和伏安特性曲线如图1-3(a)所示。
理想电压源实际上是不存在的，实际电压源的端电压总是随通过它的电流的变化而变化。
这种实际电压源可以用理想电压源与电阻的串联组合来作为模型（见图1-3b ）。
其端口的电压与电流的关系为：S S IR U U -=式中电阻S R 为实际电压源的内阻，上式的关系曲线如图1-3b 所示。
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电子技术实验报告
实验名称：叠加定理的验证及串联RLC电路时域响应的测试
学生姓名：唐子秋
学号：2012117010022
一、实验目的：
1.进一步掌握直流稳压电源和万用表的使用方法。
2.掌握直流电压和直流电源的测试方法。
3.进一步加深对叠加定理的理解。
二、实验原理：
叠加原理指出：在多个电源同时作用的线性电路之中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，等于每一个电源单独作用时在改元件上所产生的电流或电压的代数和。
在某一个电源单独作用时，电路中的其他电源去零值（将理想电压源短路、将理想电流源断路）。
二、实验内容：
1.按图示电路图搭建含两个独立电压源的总电路，运行电路可知：
XMM3=2.286A
XMM4=285.715A
XMM5=2.571A
2.搭建一个独立电压源作用的电路1，有如图
XMM3`=2.857A
XMM4`=-1.143A
XMM5`=1.714A
3.搭建一个独立电压源作用的电路，有如图：
XMM3``=-571.429mA XMM4``=1.429A XMM5``=857.143mA
则有： 综上，可得：
XMM1=XMM1`+XMM1``; XMM2=XMM2`+XMM2``; XMM3=XMM3`+XMM3``;
观察三次实验的数据，可知：
1
1
1
2
2
2
i i i i i i '''
'''
=+=+
三、实验结论：
在实验误差允许的范围内，支路上的电流为两个独立电压源单独作用产生的电流之和，即验证了叠加定理。
二、串联RLC电路时域响应的测试
一.实验目的
1、进一步掌握二阶RLC串联电路暂态响应的基本规律和特点。
2、研究二阶RLC串联电路参数对响应的影响。
二、实验原理
串联RLC电路模型和数学模
型:
三、测试方法
（1）调节R至较大电阻，观察并记录过阻尼波形.
（2）减小电阻，至出现接近临界阻尼波形，记录波形. （3）更进一步减小R，至出现欠阻尼波形，调节至振荡幅度较大情况（最大的幅度约等于输入方波的幅度），记录波形.欠阻尼（R>2√L/C）情况：
数据如下：
R=50Ω，L1=250mH，C1=10mF，f=500HZ，Vpp=10V：
过阻尼（R<2√L/C）：
数据如下：
R=1Ω，L1=250mH，C1=10mF，f=500HZ，Vpp=10V
四．实验结论：。