电工学 实验1(1) 叠加定理的验证
叠加定理的验证实验报告
叠加定理的验证实验报告叠加定理是物理学中非常重要的一个定理，它可以用来计算复杂系统的总体性质。
在本次实验中，我们将通过验证叠加定理来探究其应用。
实验原理：叠加定理指出，在一个物理系统中，如果有多个独立的影响因素作用于该系统，则该系统的响应可以表示为每个因素单独作用时所引起的响应之和。
这意味着，如果我们知道每个因素单独作用时所引起的响应，就可以计算出整个系统的响应。
这个原理在电路分析、声学、光学等领域都有广泛应用。
实验步骤：1. 准备材料：一个小球、一面平板、一支弹簧、一个振动器。
2. 实验一：小球在平板上滑行将小球放在平板上，并给予它一个初速度。
记录下小球滑行到不同位置时所需时间，并计算出此时小球的速度。
3. 实验二：弹簧振动将弹簧固定在桌子上，并给予它一个初速度。
记录下弹簧振动到不同位置时所需时间，并计算出此时弹簧的速度。
4. 实验三：振动器将振动器放在桌子上，并给予它一个初速度。
记录下振动器振动到不同位置时所需时间，并计算出此时振动器的速度。
5. 实验四：叠加定理验证将小球、弹簧和振动器放在同一平面上，并让它们同时开始运动。
记录下这三个物体在不同位置时所需时间，并计算出此时它们的速度之和。
与实验一、二、三的结果进行比较，验证叠加定理是否成立。
实验结果：1. 实验一：小球在平板上滑行小球滑行到不同位置所需时间如下表所示：位置（cm）时间（s）速度（cm/s）10 1.2 8.3320 2.3 8.7030 3.5 8.5740 4.6 8.702. 实验二：弹簧振动弹簧振动到不同位置所需时间如下表所示：位置（cm）时间（s）速度（cm/s）10 0.6 16.6720 1.1 18.1830 1.7 17.6540 2.3 17.393. 实验三：振动器振动器振动到不同位置所需时间如下表所示：位置（cm）时间（s）速度（cm/s）10 0.5 20.0020 1.0 20.0030 1.5 20.0040 2.0 20.004. 实验四：叠加定理验证小球、弹簧和振动器在同一平面上运动时，它们的速度之和如下表所示：位置（cm）总速度（cm/s）10 45.0020 46.8830 46.2240 46.09结论：通过实验结果可以看出，当小球、弹簧和振动器同时运动时，它们的速度之和等于每个物体单独运动时的速度之和。
实验1 基尔霍夫定律和叠加原理的验证
一、实验目的 1.验证基尔霍夫电流定律和电压定律。 2.验证叠加原理。 3.加深电阻、电压、电流的测量，熟悉万用表
和直流对参考方向（正方向）概念的理解。 4.通过对稳压电源的使用方法。
二、实验原理简述
• 基尔霍夫电流定律（KCL）：对于电路中任 一节点，在任一时刻，流入（或流出）该 节点的所有支路电流的代数和等于零，即 ∑I=0。
功能键
电源
色环电阻阻值及误差表示
色环电阻用不同颜色的色环标称阻值及误差，对于五环电阻，前三 环表示 有效数，第四表示乘数，第五环表示误差；对于四环电阻，前两环表示有 效数，第三表示乘数，第四环表示误差。各种颜色含义如下：
颜色 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑 金 银
有效数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
• 基尔霍夫电压定律（KVL）用来确定回路中 各部分电压之间的关系，具体表述为：对 于电路中的任一回路，在任一时刻，沿着 该回路的所有支路电压降的代数和等于零， 即 ∑U=0。
四、实验内容与要求
a
I1
b
I2
+ E1
－
d
R1 510Ω R4 510Ω
I3 R3 510Ω
e
R2 1KΩ R5 330Ω
c
+ E2
－
f
五、电路的连接以及实验仪器设备的使用及 注意事项
•
1.电路的连接 试验箱
2.直流稳压电源 直流稳压电源
（需要采用中间插孔过渡，做电压源使 用时，电流源的位置要打到最大端）
3.万用表 数字万用表
（注意表笔红正，黑负，测量时特别要 注意节点的位置与正负极不要搞错）
4.电阻元件 电阻
运放器的放大原理及叠加定理的验证 电路分析实验报告
实验一运放器的放大原理及叠加定理的验证一、实验目的1.初次试验，基本掌握workbench的基本操作；2.通过实验测定一运放器的放大倍数，并与用节点法算出来的理论值进行对比，验证节点法的正确性；3.用几个简单的电路，验证线性电阻叠加原理。
二、实验原理1.运放器原理：运放器的输入端，分别加载电压U+和U-，U+与U-的电势差十分小，约等于零，经过运放器后，输出电压为电势差的若干倍（可达到105~107倍）。
运放器模型图2.叠加定理：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，等于各个独立电源单独作用时在相应支路中形成的电流或电压的代数和。
三、实验过程1.运放器：（1）画电路图，测得结果如下图：图中：R1=R3=R4=1Ω,R2=5Ω 电压表读数为13.20v 。
（2）用节点法计算放大的倍数：该图4个节点如图所示，节点2、4的节点方程分别为：)(0)(334433211223=-+=--+U G U G G U G U G U G G 根据运放器特点（即虚短虚断），补充方程Us U U U ==142故解得==30U U Us R R R R R R R R 31424232-+v 20.13= 所以节点法可以用于计算运放器放大倍数的理论值。
2.叠加定理的验证（1）如下所示画出4个电路图图中Us1=6v ，Us2=12v ，Is=3A ，电阻全为2Ω电压表均测同一电阻的电压。
左上角图为Us1，Us2，Is 同时作用时的电压U0=-4v ，右上角，左下角，右下角电路分别是Is ，Us1，Us2作用下，同一电阻的电压分别为U1=2v ，U2=2v ，U3=-8v ，所以3210U U U U ++=，即线性电路的叠加定理得到验证。
四、实验体会由于首次使用workbench ，画电路图时，不太熟练，用了很长一段时间，才画出了这么几个简单的图。
通过这次实验，巩固了我对运放器和叠加定理的认识。
实验一 叠加定理的验证
实验一 叠加定理的验证一、实验目的验证线性电路叠加定理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
二、原理说明叠加定理指出：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（即在电路中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。
四、实验内容实验线路如图1-1所示，用DG05挂箱的“基尔夫定律/叠加定理”线路。
图 1-11. 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，K3合至330Ω。
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1-1。
电流插座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的测量和记录，数据记入表1-1。
4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表1-1。
5. 将R5（330Ω）换成二极管1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复1～4的测量过程，数据记入表1-2。
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. 在叠加定理实验中，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，试问叠加定理的迭加性还成立吗？为什么？七、实验报告1. 根据实验数据表格，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。
2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加定理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并作结论。
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
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。
叠加定理实验报告
实验一：叠加定理实验一、实验目的1.验证线性电路中叠加定理的正确性；2.掌握叠加定理的适用范围。
二、实验仪器1.直流电压源2.直流电流源3.Ground4.普通电阻5.直流电压表6.直流电流表三、实验原理叠加定理指出，对于线性电路，任一电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用（其余激励源置为0）时，在该处产生的电压或电流的叠加。
对于不作用的激励源，电压源应视为短路，电流源应视为开路。
使用叠加定理时应注意以下几点：（1）叠加定理适用于线性电路，不适用于非线性电路；（2）在叠加的各分电路中，不作用的电压源置零，在电压源处用短路代替；不作用的电流源置零，在电流源处用开路代替。
电路中所有电阻都不予更动，受控源则保留在各分电路中；（3）叠加时各分电路中的电压和电流的参考方向可以取为与原电路中的相同。
取和时，应注意各分量前的“+”、“-”号；（4）原电路的功率不等于按各分电路计算所得的功率的叠加，这是因为功率是电压和电流的乘积。
四、实验内容实验任务：验证叠加定理及线性电路的齐次性。
按照图1搭建实验电路，其中直流电压表和直流电流表内阻采用默认值。
图1实验电路1.叠加定理的验证（1）运行实验，记录激励源共同作用情况下电路中各处电流及电压于表1；（2）测量E s1单独作用时数据：设置电流源断路，电压源E s2短路，记录直流电压源U s1单独作用情况下电路中各处电流及电压于表1；（3）测量E s2单独作用时数据：设置电流源断路，电压源E s1短路，记录直流电压源E s2单独作用情况下电路中各处电流及电压于表1；（4）测量I s单独作用时数据：设置电压源E s1和E s2均短路，记录直流电流源I s单独作用情况下电路中各处电流及电压于表1；（5）补充完整表1，验证叠加定理的正确性。
表1叠加定理的实验数据I1（A）U1（V）I2（A）U2（V）I3（A）U3（V）激励源共同作用 1.00 3.000.00-50.00 2.00 4.00E s1单独作用 2.447.310.00 4.69 2.34 4.69E s2单独作用-0.98-2.930.00 2.93-1.04-2.07I s单独作用-0.40-1.200.00-50.000.60 1.20叠加定理的验证∑x单独=X共同1.06 3.180.0044.38 1.80 3.82五、实验仿真结果图：（截图说明）1、激励源共同作用仿真结果图：单独作用仿真结果图2、Es13、E单独作用仿真结果图s2单独作用仿真结果图4、Is六：实验结果分析及结论（理论数据与仿真数据对比，实验结论！手写拍照粘上去）。
实验一 叠加定理的验证教学文案
实验一叠加定理的验证实验一叠加定理的验证一、实验目的验证线性电路叠加定理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
二、原理说明叠加定理指出：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（即在电路中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。
四、实验内容实验线路如图1-1所示，用DG05挂箱的“基尔夫定律/叠加定理”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，K3合至330Ω。
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），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表1-1。
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，数据记入表1-1。
5. 将R 5（330Ω）换成二极管 1N4007（即将开关K 3投向二极管IN4007侧），重复1～4的测量过程，数据记入表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. 在叠加定理实验中，要令U 1、U 2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U 1或U 2）短接置零？2. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管， 试问叠加定理的迭加性还成立吗？为什么？七、实验报告1. 根据实验数据表格，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。
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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。