叠加定理和替代定理
叠加定理和替代定理
一、实验目的
1.加深对叠加定理和替代定理的理解
2.验证叠加定理只适用于线性电路，而替代定理则对线性电路和非线性电路均适用 二、实验原理与说明
1.叠加定理：多个独立电源共同作用的线性电路中，在任意一个支路中所产生的电压和电流响应，等于各个电源分别单独作用时在该支路所产生的电压或电流响应的代数和。 注：电压源不工作时，短路处理，用一根理想导线代替 电流源不工作时，断路处理，从电路中拿掉 ——叠加定理只适用于线性电路，对非线性电路不适用
2.替代定理：若电路中某支路电路压u 或电流i 已知，则次电路可用电压U U S =的电压源或i i S =的电流源代替，替代前后，电路中各支路电压、电流不变。 ——替代定理则对线性电路和非线性电路均适用 三、实验内容 1.验证叠加定理
8U 1S =V
5U 2S =Ω
=2002=100R 1
图4-1 叠加定理
按图4-1接线，稳压二极管接入电路时的极性如图4-1所示，它处于反向工作状态，其稳定电压约5.5～6.5V 。测量电压源单独作用及共同作用时的各支路电流1I 、2I 、I 和电压
ab U 。将测量数据记录在表格一中。
表一、叠加定理
2.验证替代定理
计算在电压源共同作用时稳压二极管的电阻值（I U R ab =），并在电阻箱上取此值，替代稳压二极管接入电路，电路如图4-2所示。测量电压源单独作用及共同作用时的各支路电流1I 、2I 、I 和电压ab U 。将测量数据记录在表格二中。
8U 1S =V
5U 2S =Ω
=2002=100R 1
图4-2 替代定理 表二、替代定理
四、实验设备
五、注意事项
1.稳压二极管的极性
2.电压源不做用时短路
3.可调电阻箱上的电阻必须事先调好
六、实验报告
1.列出测量数据表格
2.依据实测数据验证叠加定理，并验证叠加定理不适用于非线性电阻
3.验证替代定理并说明其适用情况
4.分析产生误差的主要原因
第四章叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理
第四章电路定理 一、教学基本要求 1、了解叠加定理的概念，适用条件，熟练应用叠加定理分析电路。 2、掌握戴维宁定理和诺顿定理的概念和应用条件，并能应用定理分析求解具体电 路。 二、教学重点与难点 1. 教学重点：叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理。 2．教学难点：各电路定理应用的条件、电路定理应用中受控源的处理。 三、本章与其它章节的联系： 电路定理是电路理论的重要组成部分，本章介绍的叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理适用于所有线性电路问题的分析，对于进一步学习后续课程起着重要作用，为求解电路提供了另一类分析方法。 四、学时安排总学时：6 五、教学内容
§4.1 叠加定理 1.叠加定理的内容 叠加定理表述为：在线性电路中，任一支路的电流(或电压)都可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时，在该支路产生的电流(或电压)的代数和。 2.定理的证明 图 4.1 图4.1所示电路应用结点法： 解得结点电位： 支路电流为： 以上各式表明：结点电压和各支路电流均为各独立电源的一次函数，均可看成各独立电源单独作用时，产生的响应之叠加，即表示为： 式中a 1,a 2 ,a 3 ，b 1 ,b 2 ,b 3 和c 1 ,c 2 ,c 3 是与电路结构和电路参数有关的系数。 3.应用叠加定理要注意的问题 1) 叠加定理只适用于线性电路。这是因为线性电路中的电压和电流都与激励（独立源）呈一次函数关系。
2) 当一个独立电源单独作用时，其余独立电源都等于零（理想电压源短路，理想电流源开路）。如图4.2所示。 = 三个电源共同作用i s1 单独作用 + + u s2单独作用u s3 单独作用 图 4.2 3) 功率不能用叠加定理计算(因为功率为电压和电流的乘积，不是独立电源的一次函数)。 4) 应用叠加定理求电压和电流是代数量的叠加，要特别注意各代数量的符号。即注意在各电源单独作用时计算的电压、电流参考方向是否一致，一致时相加，反之相减。 5) 含受控源(线性)的电路，在使用叠加定理时，受控源不要单独作用，而应把受控源作为一般元件始终保留在电路中，这是因为受控电压源的电压和受控电流源的电流受电路的结构和各元件的参数所约束。 6) 叠加的方式是任意的，可以一次使一个独立源单独作用，也可以一次使几个独立源同时作用，方式的选择取决于分析问题的方便。 4.叠加定理的应用
叠加原理和戴维南定理
实验二、叠加原理和戴维南定理 实验预习： 一、实验目的 1、牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。 2、验证戴维南定理。 3、掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。 二、实验原理 叠加原理： 在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分所产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。 为了验证叠加原理，可就图1-2-1的线路来研究。当E1和E2同时作用时，在某一支路中所产生的电流I，应为E1单独作用在该支路中所产生的电流I'和E2单独作用在该支路中所产生的电流I"之和，即I= I'+ I"。实验中可将电流表串接到所研究的支路中分别测得在E1和E2单独作用时，及它们共同作用时的电流和电压加以验证。 图1-2-1 叠加原理图 (a) (b) 图1-2-2 戴维南定理图 戴维南定理： 一个有源的二端网络就其外部性能来说，可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势E等于网络的开路电压U OC；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）R i。 图1-2-2的实验电路，现研究其中的一条支路（如R L支路）。那么可以把这条支路以外的虚线部分看作是一个有源二端网络，再把这个有源网络变换成等效电动势和内阻R i串联的等效电路。 三、预习要求与计算仿真 1、本次实验涉及到以下仪器：直流稳压电源、直流电压表、直流毫安表，电流插头、插座。关于这些设备的使用说明，详见附录，在正式实验前应予以预习。
2、根据图1-2- 3、1-2-4中的电路参数，计算出待测量的电流、电压值，记入表中，以便与实验测量的数据比较，并帮助正确选定测量仪表的量程。 3、利用PSPICE仿真软件，根据图1-2-3、1-2-4设计仿真电路，并试运行。（PSPICE仿真软件的使用方法详见附录） 四、注意事项 1、测量各支路的电流、电压时，应注意仪表的极性以及数据表格中“+、-”号的记录。 2、电源不作用时，不可将稳压源直接短接。 3、用万用表直接测内阻时，网络内的独立电源必须先置零，以免损坏万用表，其次，欧姆表必须经调零后再进行测量。 4、改接线路时，要关掉电源。 五、思考题 1. 叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？ 2. 各电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？为什么？试用具体数据分析说明。 3. 在求戴维南等效电路时，作短路实验，测I SC的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？ 实验内容： 一、实验线路 实验线路如图1-2-3、1-2-4所示。 A C B D E 12 I I L A 图1-2-3叠加原理实验电路图1-2-4戴维南定理实验电路二、实验设备 三、实验步骤 1、叠加原理实验 实验前，先将两路直流稳压电源接入电路，令E1=12V，E2=6V。 按图1-2-3接线，并将开关S1、S2投向短路一侧。（开关S1和S2分别控制E1、E2两电源
实验一 叠加定理和戴维南定理
实验一叠加定理和戴维南定理 一、实验目的 1.通过实验方法验证叠加定理和戴维南定理。 2.通过实验加深对电位、电压与参考点之间关系的理解。 3.通过实验加深对电路参考方向的掌握和运用能力。 4.学会使用直流电流表和数字万用表。 二、实验原理 1. 叠加定理是线性网络的重要定理。在一个线性网络中，当有n 个独立电源共同作用时，在电路中任一部分产生的响应(电压或电流)等于各独立源单独作用时在该部分产生响应的代数和。 2. 戴维南定理是指一线性含源二端网络，对外电路来说等效为一个电压源与电阻串联，电压源的电压等于二端网络的开路电压，串联电阻为二端网络内部所有独立源为零时的输入端等效电阻。 3. 测量电路中电流的方法 在电路插接板上有电流测试孔，在未接入电流测试线时，电路保持接通状态；当测量电流时，须将电流测试线与电流表相连，其红色接线夹与电流表的正极相连、黑色接线夹与电流表的负极相接，然后将插头插入待测电流电路的电流测试孔，此刻电流表即串接在该电路中，读完电流表数值后，将电流测试插头拔下，当电流测试插头被拔出之后，电流表即脱离该电路，其电流测试
插座仍能保持电路处于接通状态。 三、实验内容 根据提供的电阻参数，设计并选择合适的电压E1，E2 ，测量电路中的电流I1、I2、I3，与理论值比较。 四、实验装置 实验装置如图1—1所示： 图1―1：戴维南定理和叠加定理实验装置 开关K1和K2手柄指向电压源，则相应在AB、CD端接入的电压源被接入电路；若开关K1和K2手柄指向短路线，则AB、CD 端被电路中的短路线短接。 开关K3和K4为单刀三位开关，开关手柄指向左侧ON的位置，则K3、K4处短路；开关手柄指向右侧R4或D1的位置，则K3、
叠加原理和戴维南定理实验报告
叠加原理和戴维南定理实验报告 篇一：实验报告1：叠加原理和戴维南定理的验证 实验报告叠加原理和戴维南定理的验证姓名班级学号 叠加原理和戴维南定理的验证 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. 学会用伏安法测量电阻。 3. 正确使用万用表、电磁式仪表及直流稳压电源。二．实验原理： 1.基尔霍夫定律： 1）.电流定律（KCL）：在集中参数电路中，任何时刻，对任一节点，所有各支路电流的代数和恒等于零，即 ??=0。流出节点的支路电流取正号，注入节点的支路电流取负号。 2）.电压定律（KVL）：在集中参数电路中，任何时刻，对任一回 路内所有支路或原件电压的代数和恒等于零，在即 ??=0。凡支路电压或原件电压的参考方向与回路绕行方向一致者为正量，反之取负号。 2.叠加原理在多个独立电源共同作用的线性电路中，任一支路的电流（或电压）等于各个电源独立作用时在该支路所产生的电流（或电压）的代数 和。 3. 戴维南定理： 任一线性有源二端网络对外电路的作用均可用一个等效电压源来代替，其等效电动势EO等于二端网络的开路电压UO，等效内阻RO等于该网络除源（恒压源短路、开流源开路）后的入端电阻。实验仍采取用图2-3-1所示电路。可把ac支路右边以外的电路（含R3支路）看成是以a与c为端钮的有源二端网络。测得a、c两端的开路电压Uab即为该二端网络的等效电动势EO,内阻可通过以下几种方法测得。 （1）伏安法。将有源二端网络中的电源除去，在两端钮上外加一已知电源E，测得电压U和电流I，则
U RO=（2）直接测量法。将有源二端网络中的电压源除去，用万用表的欧姆档直接测量有源二端网络的电阻值即为RO 。本实验所用此法 测量，图2中的开关S1合向右侧，开关S2断开，然后用万能表的欧姆挡侧a、c两端的电阻值即可。 （3）测开路电压和短路电流法。测量有源二端网络的开路电压U0和短路电流IS。则 R0=U0/IS 测试如图2-3-3所示，开关S打开时测得开路电压U0,闭合时测得短路电流IS。这种方法仅适用于等效电阻较大而短路电流不大（电源电流的额定值不超过）的情况U0 （4）两次电压法。先测量有源二端网的开路电压U0，再在两端纽间接入一个已知电阻RL，测量电阻RL两端的电压UL，则： R0=(U0/UL-1)RL 按图2-3-4所示的电路，开关S打开时，测得开路电压U0，S闭合时， 三．实验仪器和设备 1.电工技术实验装置 2.万能多用表 四．实验内容： 1.叠加原理 分别求出US1,US2单独作用时各个支路电流与电压，再求US1,US2同时作用时的电流电压，验证叠加原理。开关打向电阻 开关打向二极管 由表可验证电流的叠加原理。 2.戴维南定理： （1）测的开路电压，将左侧开关合向左侧，右侧开关合向右侧，测的Uab （2用伏安法测的等效电阻，左侧开关合向短路侧，右侧开关合向接通电源，测的U和I，计算R0 (3)用二次电压法测等效电阻。取一个已知电阻，通过测的开路电压和
戴维南定理例题知识分享
戴维南定理例题
第四章电路定理 ◆重点： 1、叠加定理 2、戴维南定理和诺顿定理 ◆难点： 1、熟练地运用叠加定理、戴维南定理和诺顿定理分析计算电路。 2、掌握特勒根定理和互易定理，理解这两个定理在路分析中的意义。 4-1 叠加定理 网络图论与矩阵论、计算方法等构成电路的计算机辅助分析的基础。其中网络图论主要讨论电路分析中的拓扑规律性，从而便于电路方程的列写。 4.1.1 几个概念 1．线性电路——Linear circuit 由线性元件和独立源组成的电路称为线性电路。 2．激励与响应——excitation and response 在电路中，独立源为电路的输入，对电路起着“激励”的作用，而其他元件的电压与电流只是激励引起的“响应”。 3．齐次性和可加性——homogeneity property and additivity property “齐次性”又称“比例性”，即激励增大K倍，响应也增大K倍；“可加性”意为激励的和产生的响应等于激励分别产生的响应的和。“线性”的含义即包含了齐次性和可加性。 齐次性： 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
可加性： 4.1.2 叠加定理 1．定理内容 在线性电阻电路中，任一支路电流（电压）都是电路中各个独立电源单独作用时在该支路产生的电流（电压）之叠加。此处的“线性电阻电路”，可以包含线性电阻、独立源和线性受控源等元件。 2．定理的应用方法 将电路中的各个独立源分别单独列出，此时其他的电源置零——独立电压源用短路线代替，独立电流源用开路代替——分别求取出各独立源单独作用时产生的电流或电压。计算时，电路中的电阻、受控源元件及其联接结构不变。 4.1.3 关于定理的说明 1．只适用于线性电路 2．进行叠加时，除去独立源外的所有元件，包含独立源的内阻都不能改变。 3．叠加时应该注意参考方向与叠加时的符号 4．功率的计算不能使用叠加定理 4.1.4 例题 1．已知：电路如图所示 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3
叠加原理及戴维南定理的验证
实验二叠加定理及戴维南定理的验证 一、实验目的 1.验证线性电路叠加原理的正确性，加深对其使用范围的理解； 2.通过实验加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解； 3.验证戴维南定理的正确性； 二、实验原理 叠加定理指出：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。如果网络是非线性的，叠加原理将不适用。 任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络。戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势E S等于这个有源二端网络的开路电压U OC，其等效内阻R O等于该网络中所有独立源均置于零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。U OC和R O分别称为有源二端网络的开路电压和等效电阻。 三、实验组件 多功能实验网络；直流电压表；直流电流表；可调直流稳压源；可调直流电流源；可调电阻。 四、实验步骤 1、验证线性电路的叠加原理： ○1按图1电路图连接好电路后，请教师检查电路； ○2开路I s，合上E后测各支路的电压、电流； ○3短接E，测量I s单独作用时，各支路的电压、电流； ○4测量E、I s同时作用时各支路电压、电流； ○5根据记录的数据，验证电流、电压叠加原理。 2、戴维南定理验证： （1）测量含源单口网络： ○1按图2电路图连接好电路后，请教师检查电路； ○2设定I s=15mA、E s=10V； ○3调节精密可调电阻，测定AB支路从开路状态（R=∞，此时测出的U AB为A、B开路电压U OC）变化到短路状态（R=0,此时测出的电流即为A、B端短路时 S 图2
戴维南定理的解析与练习
戴维宁定理 一、知识点： 1、二端(一端口) 网络的概念： 二端网络：具有向外引出一对端子的电路或网络。 无源二端网络：二端网络中没有独立电源。 有源二端网络：二端网络中含有独立电源。 2、戴维宁（戴维南）定理 任何一个线性有源二端网络都可以用一个电压为U OC的理想电压源和一个电阻R0串联的等效电路来代替。如图所示： 等效电路的电压U OC是有源二端网络的开路电压，即将负载R L断开后a 、b两端之间的电压。 等效电路的电阻R0是有源二端网络中所有独立电源均置零（理想电压源用短路代替，理想电流源用开路代替）后, 所得到的无源二端网络 a 、b两端之间的等效电阻。
二、 例题：应用戴维南定理解题： 戴维南定理的解题步骤： 1.把电路划分为待求支路和有源二端网络两部分，如图1中的虚线。 2.断开待求支路，形成有源二端网络（要画图），求有源二端网络的开路电压UOC 。 3.将有源二端网络内的电源置零，保留其内阻（要画图），求网络的入端等效电阻Rab 。 4.画出有源二端网络的等效电压源，其电压源电压US=UOC （此时要注意电源的极性），内阻R0=Rab 。 5.将待求支路接到等效电压源上，利用欧姆定律求电流。 例1：电路如图，已知U 1=40V ，U 2=20V ，R 1=R 2=4Ω，R 3=13 Ω，试用戴维宁定理求电流I 3。 解：(1) 断开待求支路求开路电压 U OC U OC = U 2 + I R 2 = 20 +2.5 ? 4 = 30V 或： U OC = U 1 – I R 1 = 40 –2.5 ? 4 = 30V U OC 也可用叠加原理等其它方法求。 (2) 求等效电阻R 0 将所有独立电源置零（理想电压源 用短路代替，理想电流源用开路代替） (3) 画出等效电路求电流I 3 例2：试求电流 I 1 A 5.24420402121 =+-=+-=R R U U I Ω=+?=22 1210R R R R R A 213 23030OC 3=+=+=R R U I
实验一、叠加原理和戴维南定理
实验一、叠加原理和戴维南定理 实验预习： 一、实验目的 1、 牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。 2、 验证戴维南定理。 3、 掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。 二、实验原理 叠加原理： 在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分所产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。 为了验证叠加原理，可就图1-2-1的线路来研究。当E 1和E 2同时作用时，在某一支路中所产生的电流I ，应为E 1单独作用在该支路中所产生的电流I 和E 2单独作用在该支路中所产生的电流I 之和，即I= I + I 。实验中可将电流表串接到所研究的支路中分别测得在E 1和E 2单独作用时，及它们共同作用时的电流和电压加以验证。 I + – E 1 I + – E 1 '+ – E 2 + – E 2 I '' 图1-2-1 叠加原理图 (b) 图1-2-2 戴维南定理图 戴维南定理： 一个有源的二端网络就其外部性能来说，可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势E 等于网络的开路电压U OC ；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）R i 。 图1-2-2的实验电路，现研究其中的一条支路（如R L 支路）。那么可以把这条支路以外的虚线部分看作是一个有源二端网络，再把这个有源网络变换成等效电动势和内阻R i 串联的等效电路。 三、预习要求与计算仿真 1、本次实验涉及到以下仪器：直流稳压电源、直流电压表、直流毫安表，电流插头、
插座。关于这些设备的使用说明，详见附录，在正式实验前
应予以预习。 2、根据图1-2- 3、1-2-4中的电路参数，计算出待测量的电流、电压值，记入表中，以便与实验测量的数据比较，并帮助正确选定测量仪表的量程。 3、利用PSPICE仿真软件，根据图1-2-3、1-2-4设计仿真电路，并试运行。（PSPICE仿真软件的使用方法详见附录） 四、注意事项 1、测量各支路的电流、电压时，应注意仪表的极性以及数据表格中“+、-”号的记录。 2、电源不作用时，不可将稳压源直接短接。 3、用万用表直接测内阻时，网络内的独立电源必须先置零，以免损坏万用表，其次，欧姆表必须经调零后再进行测量。 4、改接线路时，要关掉电源。 五、思考题 1. 叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？ 2. 各电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？为什么？试用具体数据分析说明。 3. 在求戴维南等效电路时，作短路实验，测I SC的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？ 实验内容： 一、实验线路 实验线路如图1-2-3、1-2-4所示。 A C B D E 12 I I L A B 图1-2-3叠加原理实验电路图1-2-4戴维南定理实验电路 三、实验步骤 1、叠加原理实验
叠加定律与戴维南定理
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应用举例 【例1-6】如图1-6(a)所示电路，已知E 1 = 17 V ，E 2 = 17 V ，R 1 = 2 ，R 2 = 1 ，R 3 = 5 ，试应用叠加定理求各支路电流I 1、I 2、I 3 。 解：(1) 当电源E 1单独作用时，将E 2视为短路，设 R 23 = R 2∥R 3 = 0.83 A 1A 5A 683 .217 13 22 313 23 223111=+==+===+= 'I R R R 'I 'I R R R 'I R R E 'I (2) 当电源E 2单独作用时，将E 1视为短路， 设 R 13 =R 1∥R 3 = 1.43 则 A 2A 5A 743 .217 23 11 323 13 113222=+==+===+= ''I R R R ''I ''I R R R ''I R R E ''I (3) 当电源E 1、E 2共同作用时(叠加)，若各电流分量与原电路电流参 考方向相同时，在电流分量前面选取“+”号，反之，则选取“-”号： I 1 = I 1′- I 1″ = 1 A ， I 2 = - I 2′ + I 2″ = 1 A ， I 3 = I 3′ + I 3″ = 3 A 二 戴维宁定理的内容 定理： 任一线性含源的二端网络 N ，对外而言，可以等效为一理想电压源与电阻串联的电压源支路。 理想电压源的电压等于原二端网络的开路电压，其串联电阻（内阻）等于原二端网络化成无源（电压源短路，电流源开路）后，从端口看进去的等效电阻。 戴维宁定理应用 解题步骤如下 ⑴将待求支路从原电路中移开，留下的部分即为一个有源二端网络。 ⑵求该有源二端口的开口电压Uab=US 的大小。 ⑶求该有源二端口除源后的等效电阻Rab=Ri 。 ⑷将以上求得的U S 、Ri 及待求支路组成新电路，求解待求支路电流I ，则待求的支路电流即为
戴维南定理例题
第四章电路定理 重点： 1、叠加定理 2、戴维南定理和诺顿定理 难点： 1、熟练地运用叠加定理、戴维南定理和诺顿定理分析计算电路。 2、掌握特勒根定理和互易定理，理解这两个定理在路分析中的意义。 4-1 叠加定理 网络图论与矩阵论、计算方法等构成电路的计算机辅助分析的基础。其中网络图论主要讨论电路分析中的拓扑规律性，从而便于电路方程的列写。 几个概念 1．线性电路——Linear circuit 由线性元件和独立源组成的电路称为线性电路。 2．激励与响应——excitation and response 在电路中，独立源为电路的输入，对电路起着“激励”的作用，而其他元件的电压与电流只是激励引起的“响应”。 激励e响应r 系统 3．齐次性和可加性——homogeneity property and additivity property “齐次性”又称“比例性”，即激励增大K倍，响应也增大K倍；“可加性”意为激励的和产生的响应等于激励分别产生的响应的和。“线性”的含义即包含了齐次性和可加性。 齐次性：
可加性： 叠加定理 1．定理内容 在线性电阻电路中，任一支路电流（电压）都是电路中各个独立电源单独作用时在该支路产生的电流（电压）之叠加。此处的“线性电阻电路”，可以包含线性电阻、独立源和线性受控源等元件。 2．定理的应用方法 将电路中的各个独立源分别单独列出，此时其他的电源置零——独立电压源用短路线代替，独立电流源用开路代替——分别求取出各独立源单独作用时产生的电流或电压。计算时，电路中的电阻、受控源元件及其联接结构不变。 关于定理的说明 1．只适用于线性电路 2．进行叠加时，除去独立源外的所有元件，包含独立源的内阻都不能改变。 3．叠加时应该注意参考方向与叠加时的符号 4．功率的计算不能使用叠加定理 例题 1．已知：电路如图所示
实验4：叠加定理和戴维宁定理
实验四 叠加定理和戴维宁定理 叠加定理和戴维宁定理是分析电阻性电路的重要定理。 一、实验目的 1. 通过实验证明叠加定理和戴维宁定理。 2. 学会用几种方法测量电源内阻和端电压。 3. 通过实验证明负载上获得最大功率的条件。 二、实验仪器 直流稳压电源、数字万用表、导线、430/1000/630/680/830欧的电阻、可变电阻箱等。 三、实验原理 1．叠加定理：在由两个或两个以上的独立电源作用的线性电路中，任何一条支路中的电流（或电压)，都可以看成是由电路中的各个电源（电压源和电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流（或电压）的代数和。 2．戴维宁定理：对于任意一个线性有源二端网络，可用一个电压源及其内阻RS 的串联组合来代替。电压源的电压为该网络N 的开路电压u OC ；内阻R S 等于该网络N 中所有理想电源为零时，从网络两端看进去的电阻。 3．最大功率传输定理：在电子电路中，接在电源输出端或接在有源二端网络两端的负载RL ，获得的功率为 当RL=R0时 四、实验内容步骤 1．叠加定理的验证 根据图a 联接好电路，分别测定E 1单独作用时，E 2单独作用时和E 1、E 2共同作用时电路中的电流I 1，I 2，I 3。同时，判定电流实际方向与参考方向。测量数据填入表4-1中。 2. 戴维宁定理的验证 根据图b 联接好电路，测定该电路即原始网络的伏安特性I R L =f （U R L ）。依次改变可变电阻箱RL 分别为1K Ω、1.2K Ω、1.6K Ω、2.24K Ω、3K Ω、4K Ω、5K Ω，然后依次测量出对应RL 上的电流和电压大小，填入表4-2中。并绘制其伏安曲线。然后，计算其对应功率。 含源网络等效U0,R0的测定方法：a.含源消源直测法；b.开压短流测量法： R R R U R I P OC 2 02 ???? ??+==C OC R U P 42 max =
实验三 戴维南定理和叠加定理的验证
实验三戴维南定理和叠加定理的验证 一、实验目的 (1)加深对戴维南定理的理解。 (2)学习戴维南等效参数的各种测量方法。 (3)理解等效置换的概念。 (4)通过实验加深对叠加定理的理解。 (5)研究叠加定理适用范围和条件。 (6)学习直流稳压电源、万用表、直流电流表和电压表的正确使用方法。 二、实验原理及说明 1、戴维南定理是指一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口，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置换。此电压源的电压等于该端口的开路电压Uoc,而电阻等于该端口的全部独立电源置零后的输入电阻，如图2.3-1所示。这个电压源和电阻的串联组合称为戴维南等效电路。等效电路中的电阻称为戴维南等效电阻 Req。 所谓等效是指用戴维南等效电路把有源一端口网络置换后，对有源端口（1-1’）以外的电路的求解是没有任何影响的，也就是说对端口 1-1’以外的电路而言，电流和电压仍然等于置换前的值。外电路可以是不同的。 2、诺顿定理是戴维南定理的对偶形式，它指出一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口，对外电路来说，可以用一个电流源和电导的并联组合来等效置换，电流源的电流等于该一端口的短路电流Isc, 而电导等于把该一端口的全部独立电源置零后的输入电导Geq=l/Req ,见图2.3-1。 3、戴维南一诺顿定理的等效电路是对外部特性而言的，也就是说不管是时变的还是定常的，只要含源网络内部除独立的电源外都是线性元件，上述等值电路都是正确的。 的测量比较简单，可以釆 4、戴维南等效电路参数的测量方法。开路电压U OC 用电压表直接测量，也可用补偿法测量；而对于戴维南等效电阻Req的取得，可采用如下方：网络含源时用开路电压、短路电流法，但对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部器件时）不能釆用此法；网络不含源时，采用伏安法、半流法、半压法、直接测量法等。
电工试卷(电路的等效变换、戴维南、叠加原理)
科目：专业基础 适用班级： 班 班级： 姓名： 学籍号： ----------------------------------------------------密-------------------封----------------------线------------------------------------------------------ ―――――――――――考――生――答――题――不――得―――过―――此―――线――――――――――――― 郑州电子信息中等专业学校2013—2014学年上学期 《电工基础》10月考试卷 本试题使用班级:11（2） 1．试将下图电路化简为电流源。 2．试用戴维宁定理，求通过R 1中的电流。 3．用电源等效变换法，将下图电路等效变换成电压源模型或电流源模型。 4．计算下图电路中的电压U 。
班级： 姓名： 学籍号： ----------------------------------------------------密-------------------封----------------------线------------------------------------------------------ ―――――――――――考――生――答――题――不――得―――过―――此―――线――――――――――――― 5．已知下图电路中，Us 1＝Us 2＝10V ，R 1＝R 2＝R 3=10欧，试用戴维宁定理求I 3。 6．将下图化为最简形式 7．求下图所示电路中的电流I 。 8．如下图，已知Us 1=40V ，Us 2=20V ，Us 3=18V ，R 1=4欧，R 2=2欧，R 3＝3欧，试用支路电 流法求解各支路上的电流。
计算题(叠加原理和戴维南定理)
4.计算题 4.2叠加原理和戴维南定理 4.2.1 计算图示电路中负载电阻获得的最大功率。 2max 1639()33636 2)3636436369416oc o o oc o U V R R U P W R =?-=++??= +=Ω++==OC 解：）求开路电压U 求戴维南等效电阻 4.2.2 求图示网络ab 二端间的戴维南等效电路。 1b 1 解：化简如图： a b 1A 可得：3 4OC =U ， 350=R Ω 4.2.3 正弦稳态电路如图所示，已知V U S ?∠=0120 ,Ω-==3021j Z Z ,Ω=303Z 。试求
Z 为何值时，Z 能获得最大功率并求出此最大功率。 OC U V j Z Z U Z U S OC ?∠=-?∠?=+?=4585.8430 30012030313 。 等效负载0Z ： 要使负载获得最大功率，Z 与0Z 成共扼复数，故有Ω+=4515j Z 。 W R U P Z OC 12015 485.84422max =?== 4.2.4 已知电路如图，已知1236,4,12R R R =Ω=Ω=Ω,4L R =Ω,利用戴维南定理，求该电阻上的电流i ，并画出中间过程等效电路图。 解：利用戴维南定理 (1) 求等效电阻0R 130213R R R R R R ?=+ + 6124612 ?=++ 8=Ω Ω-=-?-+ -=+?+=45153030303030313120j j j j Z Z Z Z Z Z
(2)求端口开路电压OC U 1212612120.54612612OC U U U ???=+=?+?+ ?++?? 8412V =+= 利用戴维南得原理图： 所以 12184 OC O L U i A R R = ==++ 4.2.5 电路如图所示，求X I 。 解： Ω2Ω2Ω2
叠加原理和戴维南定理的验证
SC OC I U R = 0SC OC I U I U tg R = ??==φ0N N OC I U U R -= 0实验三 叠加原理和戴维南定理的验证 一、实验目的： 1、验证线性电路叠加原理的正确性，从而对线性电路叠加性和齐次性的认识和理解； 2、掌握测量有源二端网络等效参数的方法，验证戴维南定理的正确性。 二、原理说明： 1、线性电路的齐次性是指当激励信号（某激励电源值）增加或减小K 倍时，电路的响应（电 路中电阻元件电压或某支路电流）也将增加或减小K 倍。 2、有源二端网络等效参数的测量方法： （1） 开路电压、短路电流法 在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测量其输出端的开路电压U OC ，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流I SC ，则内阻为： （2）伏安法 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3―1所示，根据外特性曲线求出斜率tg Φ，则内阻 用伏安法主要是测量开路电压及电流为额定值I N 时的输出电压U N ，则内阻为： 注：若二端网络的内阻很低时，则不宜测其短路电流。 （3）半电压法 如图3―2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻即为被测有源二端网络的等效内阻。
（4）零示法 在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成叫大误差，为消除电压表内阻影响，往往采用零示测量法，如图3―3所示，当电压表读数为零时，稳压电源输出电压即为二端网络的开路电压。 三、实验设备： 1、直流稳压电源一台 2、直流电压表一只、直流电流表一只、万用表一只 3、电阻三只 4、电流插座板一块、电流插头一个 四、预习要求： 1、复习叠加原理和戴维南定理内容； 2、根据实验参数预选仪表量程。 五、注意事项： 1、改接线路时，必须关掉电源； 2、注意仪表量程的及时更换； 3、滑动变阻器均用固定阻值。 六、实验步骤： 1、验证叠加原理 （1）按图3―4接线，接通已调好的直流电源上，图中：E 1=20V，E 2 =15V； （2）令E1电源单独作用，测量各支路电流与各段电压，填入表3―1中； （3）令E2电源单独作用，再次测量各支路电流与各段电压，填入表3―1中； （4）令E1、E2共同作用，测量各支路电流与各段电压，填入表3―1中。 2、验证戴维南定理 在图3―4的基础上去掉R3支路、电流插座板，按图3―5接线后，测出A、B间电压即为二端网络的开路电压U OC，然后关掉电源，在A、B间串联一只电流表，测A、B 间短路电流I SC，将数据记在表3―2。
实验四-1 戴维南定理与叠加定理
实验四-1 戴维南定理与叠加定理 4.1实验目的 （1）通过实验加深了解戴维南定理与叠加定理。 （2）学习测量线形有源二端网络等效电路参数的方法。 （3）通过实验证明负载上获得最大功率的条件。 4.2实验原理 4.2.1戴维南定理 任何一个独立电源、线形电阻和受控源的二端网络，对外电路来说，可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换，该电压源的电压等于二端网络的开路电压，而电阻等于二端网络的全部独立电源置零后的输入电阻。 4.2.2叠加定理 在线形电阻电路中，任一支电流（或支路电压）都是电路中各个独立电源单独作用时只该支路产生的电流（或电压）之叠加。 4.2.3测量戴维南电路等效电阻 测量含源二端网络的开路电压u oc和短路电流i oc,则戴维南电路等效电阻为 R eq=u oc/i oc 将含源二端网络化为无源二端网络，在这无源二端网络的端口处加上电压u i的电压源，测量端口电流i in,则戴维南电路等效电阻为 R eq=u i/i in 4.2.4负载上获得最大功率的条件
按照分别接入Us1和Us2以及一起接Us1、Us2三种情况测量电流I1、I2、I3，分别填入表4.1中。 4.4.2戴维南定理的验证 4.4.2.1有源二端网络的伏安特性 该实验电路可由上一个实验电路的改造完成，用负载电阻R L置换Us1而成， 4.4.2.2测量有源二端网络等效内阻 根据不同的精度要求和测量条件，有源二端网络参数有不同的测量方法。 方法一 在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测量其开路电压U oc,然后再将输出端短路，用电流表测量其短路电流I sc，则有源二端网络等效内阻R o= U oc/ I sc。这种方法使用于网络等效内阻较大，而短路电流不超过额定值的情况。 方法二 两次电压测量法。实验电路如图4.3所示，先测量a b开路电压U oc,然后在a b 端接一电阻R，在测量a b电压U1，则a b端等效内阻为 R o=（U oc/ U1—1）R
实验1.2 叠加原理和戴维南定理.
实验1.2 叠加原理和戴维南定理 一、实验目的 1. 掌握简单的利用实验手段验证线性电路中的叠加原理和戴维南定理方法 2. 学会用实验方法测定含源二端网络的开路电压U OC和电阻R0。 二、实验原理 1. 叠加原理：由全部独立电源在线性电路中产生的任一电压或电流，等于每个独立电源单独作用时产生的电压或电流的代数和。某一个独立电源单独作用时，应将其它独立理想电压源用短路替代（u S=0）,独立理想电流源用开路替代（i S=0）。 2. 戴维南定理：线性含源二端网络可以用一个理想电压源U OC与一个等效电阻R0相串联的等效电路来代替。 其中理想电压源的电压等于该网络的开路电压U OC，电阻R0等于该网络中所有独立源为零时所得网络的等效电阻（即电压源用短路代替，电流源用开路代替），亦可用开路短路法R0=U OC/I SC的关系计算等效电阻，其中U OC为该网络的开路电压，I SC为该网络的短路电流。 三、实验仪器 1. 电工综合台： 直流数显稳压电源 直流数显恒流源 直流电流表 电流插座、插头
XD06电阻挂箱中R3可调电阻和十进制电阻箱 XD03电路挂箱 2. 数字万用表 四、实验任务及步骤 1.完成叠加原理的测量与验证 (1) 只有电压源U S作用 将直流稳压电源调至万用表示数为6V、恒流源短路后调至10mA，关闭电源。拆线后按图1.2.1接入XD03挂箱中电路，将十进制电阻连接成220Ω接入电路负载AB端作为R，将电流插头插入电流插座内并按极性连接至直流电流表，并联数字万用表。开启稳压电源，(即电流源不作用)，测出电阻220Ω两端的电压U AB和流过它的电流I AB，记入表1.2.1中。 (2) 只有电流源I S作用 将稳压源关闭后短路，(即电压源不作用)，开启恒流源电源，测出电阻220Ω两端的电压U AB和流过它的电流I AB，记入表1.2.1中。 (3) 电压源U S和电流源I S共同作用 拆除稳压源短路线开启稳压电源和恒流源，测出电阻220Ω两端的电压U AB 和流过它的电流I AB，记入表1.2.1中。 表1.2.1
叠加定理和戴维南
实验三叠加原理和戴维南定理验证 实验三叠加原理和戴维南定理验证 2学时 （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源或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减少 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）也将增加或减少K倍。 三、实验设备 表（一） 序号名称型号与规格数量备注 二路 1 直流稳压电源0 ～ 30V可 调 2 可调直流恒流源0 ～ 500mA 1 可调 3 直流数字电压表 1 4 直流数字毫安表 1
四、实验内容 实验线路如图（一）所示，用 HE-12挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。 1、将电压源的输出调节为12V，电流源的输出调节为7mA，接入 U S 和 I S 处。 2、令 U S 电源单独作用（将开关 K1投向 U S 侧，开关 K2投向开路侧）。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（二）。 表（二） 单独作用 单独作用 、共同作用 单独作用 3、令 I S 电源单独作用（将开关 K1投向短路侧，开关K2投向 I S 侧），重复实验步骤 2的测量和记录，数据记入表（二）。
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。 二、原理说明 1、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其佘部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。 戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势 U S 等于这个有源二端网络的开路电压 U OC ，其等效内阻 R 0 等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。 U OC （ U S ）和 R 0 称为有源二端网络的等效参数。 2、有源二端二端网络等效参数的测量方法。 （ 1）开路电压、短路电流法 在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压 U OC ，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流 I SC ，则等效内阻为 如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不宜测其短路电流。
叠加定理、戴维南定理的验证实验--2-29
北联大电路分析-叠加定理、戴维南定理的验证 实验指导书 实验目的 1. 验证叠加定理和戴维南定理的正确性，加深对定理的理解。 2. 掌握验证叠加定理和戴维南定理的实验方法。 3. 掌握含源二端网络的开路电压和等效电阻的测定方法。 实验原理 1. 叠加定理 叠加定理：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。 注意： ●某一独立源单独作用时其它独立源要置零，即电压源用短路线替代，电流源用开路 替代。 ●叠加为代数和，注意电压极性和电流方向。 ●叠加定理仅适用于线性电路。 2. 戴维南定理 戴维南定理：线性含源单口网络N就其端口来看，可以等效为一个电压源串联电阻支路 u；电阻等于该网络中所有独立电源为如图1(a)。电压源的电压等于该网络N的开路电压 oc 零值时所得网络No的等效电阻Ro 如图1(b)。 等效电阻Ro可以通过图1(b)中原理直接测量，也可通过开路电压值和短路电流值计算出等效内阻值Ro 如图2。
sc oc o o oc sc i u R R u i =→= 注意参考方向。 在电子技术中，二端网络的戴维南等效内电阻也称为网络的输出电阻。运用戴维南定理可以简化对复杂电路的分析过程。 实验设备与元器件 直流稳压电源 2台 数字万用表 若干块 电阻 300Ω×1支、470Ω×1 支、1.2k Ω×2 支、 1383Ω（非标称值）×1 支 实验任务 1. 叠加定理验证 注：实验参数设置采用默认设置（仿真时间＞0.25s ；仿真点数＞5000） (1)图3是叠加定理验证电路图。 图3 叠加定理验证电路原理图 由于电压表内阻远大于被测电阻阻值，所以测量电阻上的电压时电压表可以直接并在被测电阻两端。由于电流表内阻远小于被测电阻阻值，所以测量电阻上的电流时电流表可以直接串在被测电阻支路上。 (2) 测量图3电路端口1在8V 直流电压源单独作用下的I1、I2、I3、U3，将测量数据填入 表1中。图4是V1(8V)直流电压源单独作用时的电路连接图。
叠加定理和戴维南定理
叠加定理和戴维南定理 一、实验目的 1.通过实验方法验证叠加定理和戴维南定理。 2.通过实验加深对电位、电压与参考点之间关系的理解。 3.通过实验加深对电路参考方向的掌握和运用能力。 4.学会使用直流电流表和数字万用表。 二、实验原理 1. 叠加定理是线性网络的重要定理。在一个线性网络中，当有n 个独立电源共同作用时，在电路中任一部分产生的响应(电压或电流)等于各独立源单独作用时在该部分产生响应的代数和。 2. 戴维南定理是指一线性含源二端网络，对外电路来说等效为一个电压源与电阻串联，电压源的电压等于二端网络的开路电压，串联电阻为二端网络内部所有独立源为零时的输入端等效电阻。 3. 测量电路中电流的方法 在电路插接板上有电流测试孔，在未接入电流测试线时，电路保持接通状态；当测量电流时，须将电流测试线与电流表相连，其红色接线夹与电流表的正极相连、黑色接线夹与电流表的负极相接，然后将插头插入待测电流电路的电流测试孔，此刻电流表即串接在该电路中，读完电流表数值后，将电流测试插头拔下，当电流测试插头被拔出之后，电流表即脱离该电路，其电流测试
插座仍能保持电路处于接通状态。 三、实验内容 根据提供的电阻参数，设计并选择合适的电压E1，E2 ，测量电路中的电流I1、I2、I3，与理论值比较。 四、实验装置 实验装置如图1—1所示： 图1―1：戴维南定理和叠加定理实验装置 开关K1和K2手柄指向电压源，则相应在AB、CD端接入的电压源被接入电路；若开关K1和K2手柄指向短路线，则AB、CD 端被电路中的短路线短接。 开关K3和K4为单刀三位开关，开关手柄指向左侧ON的位置，则K3、K4处短路；开关手柄指向右侧R4或D1的位置，则K3、