叠加原理的验证(电工学)
叠加原理的验证-实验报告
叠加原理的验证-实验报告实验目的：1.理解叠加原理的概念及其在电学中的应用。
2.通过实验验证叠加原理的可靠性，并加深对其理解。
实验原理：叠加原理是指，在一个线性电路中，若有多个电源作用于电路中，则电路中的任一点的电位、电流及电阻，可视作在每个电源单独存在的情况下，其值与在实际情况下的值之和相等。
设电路中有n个电源，其电动势和内阻分别为E1，R1；E2，R2…En，Rn。
当第一电源E1作用于电路时，电流I1经过电阻R1，两端电位差为IR1=I1R1，此时电路中各点电位均为初始值。
当第二电源E2作用于电路时，第一电源已断开，此时电源电动势E1对电路中电位、电阻没有任何贡献，电路中只有电源E2，其电动势为E2，只经过电阻R2。
由基尔霍夫第二定律，在电路上任一部分的电动势之和等于所包围的部分的电位降之和（即E1+E2=I2R2）。
同理，对于第三个电源，其电动势为E3，其电路中只经过电阻R3。
实验器材：示波器、电源、不同种类的电阻、导线、万用表等。
实验步骤：1.将电路连接图按实际情况搭建起来，包括在两端接入示波器的电路线。
2.打开电源，调节电源电压。
3.选择一台示波器，将示波器与电源连接，通过调节示波器观察电路中信号的波形。
4.测量电路中电阻、电位、电流等参数，并记录数据。
5.去掉一个电源来观察电路参数的变化，并记录数据。
6.重复 5 所述步骤，直至所有电源断开。
7.根据实验数据结合叠加原理得出结论。
实验结果及分析：接入第一台示波器，将其连接到电路的两端，在没有施加外加电源时，示波器上显示的是电路中的干扰信号或漂移信号。
接下来加入一个电源E1，记录电路中电阻、电位、电流等参数。
这时示波器上的波形会出现电压信号。
去掉电源E1，之后加入电源E2，并记录电路参数。
这时示波器上的波形会出现另一种电压信号。
实验错误及解决：电路接线松动会影响测量结果的准确性。
解决方法是反复检查电路线的状态，确保其连接良好无松动。
结论：本实验实验数据与叠加原理预言的理论值相比具有良好符合性。
叠加定理(电工技术、电路电子)
二、实验原理
叠加定理： 叠加定 在任何一个由多个独立源共同作用的线性电路 线性电路中 在任何一个由多个独立源共同作用的线性电路中， 任一支路的电流（或电压） 任一支路的电流（或电压）等于各个独立源单独作用 时，在该支路中所得电流（或电压）的叠加。 在该支路中所得电流（或电压）的叠加。 当某一独立源单独作用时，其他独立源均不作用。 当某一独立源单独作用时，其他独立源均不作用。
2 /
+ I2
P 1 ≠ I R1 + I R1 R
/2 1
// 2 1
I3 = I3 + I3
//
Байду номын сангаас
齐性定理： 在线性电路中，当所有激励都同乘以或除以K 在线性电路中，当所有激励都同乘以或除以K 则响应也同乘以或除以K 则响应也同乘以或除以K 仅有一个激励时， 仅有一个激励时，响应必与激励成比例
三、实验设备
在任何一个由多个独立源共同作用的线性电路中任一支路的电流或电压等于各个独立源单独作用时在该支路中所得电流或电压的叠加
叠加定理的验证
一、实验目的
1.验证叠加定理。 1.验证叠加定 验证叠加 2.正确使用直流稳压电源和数字万用表。 2.正确使用直流稳压电源和数字万用表。 正确使用直流稳压电源和数字万用表 3.掌握支路电流和电压的测量方法。 3.掌握支路电流和电压的测量方法。 掌握支路电流和电压的测量方法 4.加深对线性电路的叠加性的认识和理解。 4.加深对线性电路的叠加性的认识和理解。 加深对线性电路的叠加性的认识和理解
注意：一个电源单独作用时，另一个电源需从电路中取出，并将空 出的两点用导线连接起来。还要注意电流（或电压）的正、负 极性。（注意：用指针表时，凡表针反偏的表示该量的实际方 向与参考方向相反，应将表针反过来测量，数值取为负值!）
实验三叠加定理的验证
实验三叠加定理的验证一、实验目的1.学习用电压表监测调节可调电压源合适电压的方法。
2.学习导线接通的电阻式测量方法。
3.验证叠加定理的正确性，加深对叠加定理的理解和认识。
二、实验器材可调直流稳压电源、直流数字毫安表、直流数字电压表、基尔霍夫定律试验板、数字多用表。
三、实验原理叠加定理:在线性电路中，当电路里有多个电源共同作用时，某一支路的响应等于电路中所有独立电源单独作用时在该支路产生响应的代数和。
示例如下图所示:////// 图中:i=i+i， u=u+u即叠加定理的表达形式。
111222注意:叠加定理对非线性电路并不满足。
四、实验电路图图3-1验证基尔霍夫定律和叠加定理的原理图图中330Ω电阻接入电路(线性电路)时电压、电流参数符合叠加定理。
二极管INTEX007接入电路(非线性电路)时电压、电流参数不符合叠加定理。
五、实验过程实验准备:将可调电源中的两路“0,30V可调输出”直流可调稳压电源的输出调至最小(调节旋钮轻轻逆时针旋到底)，将试验台最下方的电源挂箱的总控开关向上合上。
将电源转接箱和其下方的“AC220V输出”通过所带的插头连接线连接电源插孔，并将电源转接箱电源插孔通过红、蓝粗线和可调电源及测量仪表一的电源插孔相连(L与L用红线连接，N与N用蓝线连接)。
验证叠加定理的操作过程实验步骤:(1) 将测量仪表一中的直流电压表并接在可调电源两端，打开电源开关，分别调节两路可调电源的输出旋钮，用直流电压表监测使两路可调电源的输出分别为E=6V、E=12V，然后断开电源开关。
12(2)从电路基础试验箱(一)中找到“基尔霍夫定理/叠加原理”图，并将图中的开关K、K向内置于短路位置。
12(3)再按照实验原理图3-1用导线将已调节好输出电压值的两路直流稳压源E1、E2分别引到原理图中的U1、U2口。
(4)将电流插头插入实验电路板中三条支路电流的I3测量插孔中，(插孔中未插入电流插头时插孔两边的导线连通，插入电流插头后两边导线只能通过电流插头的两根出线连通。
叠加定理的验证 ——定稿PPT课件
数值
测量结果
E1单独作用时 E2单独作用时
I1’
I1’’
E1、E2同时作 用时
I1
方向
数值 I2’
I２’’
I2
方向
数值 I3’ 方向
I３’’
I3
11
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
六、结果分析
分析 分析
分析下列等式是否成立：
I1=I1’+ I1” I2=I２’+ I２” I3 =I３’+ I３”
分析误差原因
元件和仪表的误差 人为误差（读数，连接线路等）
F
E
D
7
2020/1/3
8
三
E1、 E2共同作 用时按实验图
A
E1 10V
连接好电路，
测量通过各电 阻的电流及方
R1
I1 300 Ω
向并记录数据 F
B
R2
I2
300 Ω
E2 15V
C
R3
200 Ω
I3
E
D
9
六、注意事项
1、请不要带电操作 2、测量过程中要特别注意电流 的方向，如果发现指针反偏，要 立即交换表笔的位置（可以采用 表笔试触的方法来判断电流表的 接线柱） 3、E1=10V，E2=15V在实验过 程中要保持不变。
A E1 10V
R1
I1 300 Ω
B
R2
I2
300 Ω
E2 15V
C
R3
200 Ω
I3
E1=10V E2=15V R1=300Ω R2=300Ω R3=200Ω
F
E
D
4
四、实验仪器与设备
直流稳压电源 ２台
电工学 实验1(1) 叠加定理的验证
四、实验原理
1．线性电路的叠加性：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，任何一条支路的电流或电压，都可以看成是由每一个独立源单独作用时在该支路所产生的电流或电压的代数和。
2．线性电路的齐次性：当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即电路中各支路的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。
某独立源单独作用是指：在电路中将该独立源之外的其他独立源“去掉”，即电压源用短路线取代，电流源用开路取代，受控源保持不变。
对含非线性元件（如二极管）的电路，叠加原理不适用；叠加原理一般也不适用于“功率的叠加”，P ＝（Σ I ）·（ΣU ）≠Σ IU
五、实验预习要求，在实验报告本上完成以下内容
1．写出本实验用到的仪器、设备及型号； 2．画出实验电路接线图及数据表格；
3．根据图3.1中各元件参数计算表格3.1中各项理论值
4．回答思考问题：叠加原理中E 1、E 2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（E 1或E 2）置零（短接）？
六、实验内容与步骤
实验线路如图3.1所示，中虚线的地方用导线连接起来。
510Ω
510Ω
1kΩ
6 V
12 V
A
B
C
D
I1
I2
I3
E1
E2
S1S2
图3.1 实验电路。
1实验一__叠加原理的验证
1实验一__叠加原理的验证实验一叠加定理的验证一、实验目的1．验证叠加定理。
2．加深对电路的电流、电压参考方向的理解。
3．学习通用电工学实验XX的使用方法。
4．学习万用表、电压表、电流表的使用方法。
二、实验仪器及元件1．通用电学实验XX1XX2．数字万用表UT61 1块3．电阻100Ω1支220Ω1支330Ω1支三、实验电路叠加原理指出：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。
具体方法是：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。
叠加原理反映了线性电路的叠加性，叠加性只适用于求解线性电路中的电流、电压。
对于非线性电路，叠加性不再适用。
在本实验中，用直流稳压电源来近似模拟理想电压源，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。
+ U -+U2-图1—1 验证叠加定理电路四、实验方法1．首先粗调好直流稳压电源，使其两路输出U1、U2均在10V以下，最大不得超过14V。
2．按照实验电路图1—1接线，经过老师检查无误后，方可开始实验。
3．测量U1、U2两个电源共同作用下的电路响应：●将电路中ef、gh、jk三处分别用短接线短接；●用万用表测量电源U1、U2的准确电压值；1●用万用表测量k、m两点之间的电压值，即R3支路的电压响应U km；●断开ef间的短接线，在ef之间接入直流电流表测量R1支路的电流响应I1；●同样方法，再次测量R2、R3支路的电流响应I2和I3；●将实验数据记录入表1—1中。
4. 测量电源U1单独作用下的电路响应：●将电路中ef、gh、jk三处分别用短接线短接；●断开电源U2，将c、d两点用短接线短接；●用万用表测量k、m两点之间的电压值，即R3支路的电压响应U km；●断开ef间的短接线，在ef之间接入直流电流表测量R1支路的电流响应I1；●同样方法，再次测量R2、R3支路的电流响应I2和I3；●将实验数据记录入表1—1中。
电工电子技术 实验 叠加定理验证
电工与电子实验指导书信息科学与工程学院2009.2目录实验一电路元件伏安特性的测绘 (1)实验二叠加原理的验证 (5)实验三戴维南定理验证 (9)实验四电源的等效变换 (13)实验五单级放大器 (17)实验六放大器的动态参数测量 (27)实验七编码器设计 (32)实验八译码器设计 (37)实验九加法器设计 (45)附录Ⅰ用万用电表对常用电子元器件检测 (45)附录Ⅱ电阻器的标称值及精度色环标志法 (77)实验二叠加原理的验证一、实验目的1．验证叠加原理。
2．熟悉电路的开路和短路情况。
二、实验原理叠加定理在线性电路中，有多个电源同时作用时，任一支路的电流或电压都是电路中每个独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流或电压的代数和。
三、实验仪器和设备1. 双路直流稳压电源 1台2. 直流毫安表 1块3. 直流电压表 1块4. 直流电路单元板 1块5. 可调电阻 1只6. 导线若干四、预习要求1．复习叠加原理和等效电源定理。
2．根据实验电路的参数，计算各支路电流和元件电压。
五、实验内容及步骤1．验证叠加原理本实验在直流电路单元板上进行。
按图2.3接好线路，U S1、U S2由直流稳压电源供给，其中U S1 = 14V，U S2 = 18V。
U S1、U S2是否作用于电路，分别由换路开关S1、S2控制，当开关投向短路一侧时，该电源不作用于电路。
（1）接通电源U S1，将S2投向短路侧，测量U S1单独作用时各支路电流和电压（测量方法可参考实验一中电流和电压的测量），将测量结果填入表2.1和表2.2。
测量中注意电流和电压的方向。
（2）将S 1投向短路侧，接通电源U S2，测量U S2单独作用时各支路电流和电压，将测量结果填入表2.1和表2.2。
（3）接通电源U S1和U S2，测量U S1和U S2共同作用下各支路电流和电压，将测量结果填入表2.1和表2.2。
表2.1表2.2+ U S1 – +U S218V –S 图2.3 叠加原理实验电路六、实验报告要求1. 完成表2.1和表2.2中的计算，验证叠加原理。
叠加原理的验证 电路图运算
叠加原理的验证电路图运算【实验目的】用实验方法验证叠加原理的正确性。
学习复杂电路的连接方法，进一步熟悉直流电流表的使用。
【实验仪器】直流稳压电源（两台），分别为12V和6V；万用表；转换开关（两个）；标准电阻（三个），分别为100Ω、430Ω和180Ω。
【实验原理】叠加原理是指几个电源在线性电路的任何部分共同作用所产生的电流和电压等于这些电源单独地在该部分所产生的电流或电压叠加的结果。
【实验内容】按照所给的电路图搭建电路(图3-3)。
【实验步骤】（1）测出S1接1端，同时S2接1端时的电流IL。
（2）分别将开关S1、S2接至1端，使两个电源单独作用，分别测出其相应的电流I1和I2。
将上述2步所测数据填写到表1（3）测出S1接1端，S2接2端，各支路的电压U1、U2、UL。
（4）测出S1接2端，S2接1端，各支路的电压U1、U2、UL。
（5）测出S1接1端，S2接1端，各支路的电压U1、U2、UL。
叠加原理的验证—数据记录写下问题补充：实验结论：（1）实验数据表格实验二、基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律普遍性的理解。
2、进一步学会使用电压表、电流表。
二、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律。
1)基尔霍夫电流定律对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。
即∑I=02)基尔霍夫电压定律在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。
即∑U=0三、实验设备序号名称型号与规格数量备注DG04直流稳压电源挂件1DG05叠加定理挂件1D31直流数字电压表、电流表挂件1四、实验内容实验线路如图2-1所示图2－11、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，2、按原理的要求，分别将两路直流稳压电源接入电路。
3、将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“+，－”两端。
4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，记录电流值于下表。
5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值，记录于下表。
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实验一 叠加原理的验证
一、实验目的
验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
二、原理说明
叠加原理指出：在有多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。
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（即电路中各电阻元件上的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。
实验线路如图1-1所示，用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。
1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V 和6V ，接入U 1和U 2处。
2. 令U 1电源单独作用（将开关K 1投向U 1侧，开关K 2投向短路侧）。
用智能直流电压表和毫安表（接电流插头）测量表1-1所示各电压及电流，并将测量数据记入表1-1。
3. 令U 2电源单独作用（将开关K 1投向短路侧，开关K 2投向U 2侧），重复实验内容2的测量和记录。
4. 令U 1和U 2共同作用（开关K 1和K 2分别投向U 1和U 2侧）， 重复上述的测量和记录。
4
U U 2
图 1-1
表1-1
5. 将原U2=6V调至2U2=12V，重复实验内容3的测量和记录，数据记入表1-1中的最后一行。
6. 将R5（330Ω）换成二极管1N4007（即将开关K3投向二极管侧），重复实验内容1～5的测量过程，数据记入表1-2。
7. 分别按下故障1、故障2、故障3设置键，重复实验内容4（U1=12V和U2=6V共同作用，开关K3投向R5侧）的测量和记录，数据记入表1-3。
根据测量结果判断出故障的性质。
表1-2
五、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。
六、预习思考题
1. 在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？
2. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立
吗？为什么？
七、实验报告
1. 根据实验内容1～5的测量数据，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。
2. 通过实验内容6及分析表格1-2的数据，你能得出什么样的结论？
3. 通过实验内容7及分析表格1-3的数据，判断出各故障的性质。