叠加原理及戴维南定理的验证
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 ～ 500mA1可调3 直流数字电压表 14 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。
戴维南定理和叠加定理
实验报告
1、实验目的、实验原理、实验电路及内容 ２、列表、归纳、总结所测实验结果，说 明戴维南定理和叠加定理的正确性。 ３、根据戴维南定理实验数据表在同一坐 标系中分别绘出原网络端口和等效网络 的输出特性曲线。并分析产生误差的原 因。 ４、说明使用的器件和设备 ５、心得体会及其它。
结论
• • • • • 线性电路,叠加性和齐次性是成立 功率是否满足叠加性 非线性电路叠加和齐次性是否成立 非线性电路是否满足基尔霍夫定律 注意:根据所得表格满足什么结论
实验电路
TPB 12
R1
+
R7
_
TPB43
R2
+
R14
_
-V
TPB34 S2
S1
U1
U2
TPB40 +V
+
+
U3
_
R3
+
12V
US1
_
R18
US2
_
6V
GND
GND
R1=R2=R3=5.1K
1、验证线性电路的叠加性成立 a、US1电源单独作用：将开关S1投向US1侧，开关S2投向 短路侧。用直流数字电压表测量各电阻元件两端的电压。 b．US2 电源单独作用:将开关S1 投向短路侧，开关S2 投向 US2侧，重复实验步骤2的测量和记录。 c．US1 和US2 共同作用:开关S1 和S2 分别投向US1 和US2 侧， 重复上述的测量和记录。 2、验证线性电路的齐次性成立 a．将US2的数值调至+12V， b. 重复上述第2项的测量并记录。 3、验证非线性电路叠加性与齐次性不成立 a.将R3支路用二极管IN4007替代 b.重复1~4的测量过程。
实验一 叠加原理和戴维南定理的验证
实验一、实验二叠加原理和戴维南定理的验证一、实验目的1．验证叠加原理和戴维南定理。
2．学习通用电学实验台的使用方法。
3．学习万用表、毫伏表、伏特表的使用方法。
二、实验仪器及元件1. 通用电学实验台ZH—12型1台2. 万用表MF—47型1快3. 直流伏特表85C17（0—15V）1块4. 直流毫伏表85C17（0—50mA）3块5. 开关2个6. 电阻若干三、实验电路图1—1 验证叠加原理电路图1—2 验证戴维南定理电路图1—3 戴维南等效四、实验方法1. 叠加原理的验证1. 首先调整好直流稳压电源, 用万用表直流电压档测出其输出值, 使其两路电压输出分别为U1=10V, U2=12V。
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. 先将开关S1闭合, S2断开, 并用短路线将cd短接, 即只有电源U1单独作用, 分别测量I1.I2.I3.U, 并将数据填入表1—1中, 测完将短路线拆除。
4．再将开关S1断开, S2闭合, 并用短路线将ab短接, 此时只有电源U2单独作用, 分别测量I1、I2、I3、U, 并将数据填入表1—1中, 测完将短路线拆除。
5. 然后将开关S1.S2同时闭合, 测量U1.U2共同作用时的I1.I2、I3、U, 并将数据填入表1—1中。
2. 戴维南定理验证1. 按照实验电路图1—2接线, 经老师检查无误后, 方可开始。
2. 将开关S1.S2断开, 即负载RL开路时, 测此时的开路电压U0, 记录伏特表读数并填入表1—2中。
然后将S1闭合, 测量RL短路时的短路电流IS, 记录毫安表读数并填入表1—2中, 根据公式R0=U0/IS计算戴维南等效电阻R0。
3. 再将S1断开, 并用短路线将AB短接, 用万用表欧姆档测无源二端网络EF 两端的等效电阻R0, 填入表1—2中并和上面的计算结果比较。
4．然后闭合S2, 改变RL的阻值, 并将不同RL下的I、U填入表1—3中。
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。
验证叠加原理及戴维南定理
图2-48 二端网络
2.戴维南定理
戴维南定理是说明如何将一个线性有源二端电路等效成一个 电压源的重要定理。戴维南定理可以表述如下：对外电路来 说，线性有源二端网络可以用一个理想电压源和一个电阻的 串联组合来代替。理想电压源的电压等于该有源二端网络两 端点间的开路电压，用U0表示；电阻则等于该网络中所有电 源都不起作用时(电压源短接，电流源切断)两端点间的等效 电阻，用R0表示。
叠加原理是线性电路分析的基本方法，它的内容是： 在线性电路中，任一支路中的电流(或电压)等于各个电 源单独作用时，在此支路中所产生的电流(或电压)的代 数和。
应用叠加原理求复杂电路，可将电路等效变换成几 个简单电路，然后将计算结果叠加，求得原来电路的电 流、电压。在等效变换过程中，要保持电路中所有电阻 不变(包括电源内阻)，假定电路中只有一个电源起作用， 而将其他电源作多余电源处理，多余电压源作短路处理， 多余电流源作开路处理。
三、二端网络与戴维南定理
1.二端网络
在电路分析中，任何具有两个引出端的部分电路 都可称为二端网络。二端网络中，如果含有电源就称为 有源二端网络，如图2-48(a)所示；如果没有电源则称 为无源二端网络，如图2-48(b)所示。电阻的串联、并 联、混联电路都属于无源二端网络，它总可以用一个等 效电阻来替代，而一个有源二端网络则可以用一个等效 电压源来代替。
一、支路电流法
支路电流法是分析复杂电路的基本方法，对 于一个复杂电路，在已知电路中各电阻和电动势 的前提下，以各条支路电流为未知量，根据基尔 霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律分别列出电路 中的节点电流方程及回路电压方程，然后联立求 解，计算出各支路电流，这种分析电路的方法称 为支路电流法。
二、叠加原理
实验二 戴维南定理与叠加原理的验证(“实验”相关文档)共6张
如图5—8所示。
测量等效电路的外特性，数据记入
表5—5中，并画出其外特性曲线。
E2同时作用三种情况下，分别用万用表测量Uab、Ubc、Ubo,以验证叠加原理的正确性，并将所测数据记人表5—4中。 E2同时作用三种情况下，分别用万用表测量Uab、Ubc、Ubo,以验证叠加原理的正确性，并将所测数据记人表5—4中。 (2)在等效电路中，每改变一次负载电阻值RL时，均应注意电源电压，以保持Uabo为一固定值。 实(((用实 ((参（用((所毫实所在(23223331))))))))验稳验数2稳用安验用E在 注 在 在 注 注 注 验）1二 压 二： 压 有 表 二 有等意等等意意意证单学电E电源源效万效效万万万叠独戴戴 戴会1源源二二电用电电用用用加=作维维 维测一1及及端端路表路路表表表原用南南 南5量块V线线网网中档中中档档档理，定定 定有，性性络络，位，，位位位时E万理理 理源E2电电如如每及每每及及及，用2与与 与单二=阻阻图图改量改改量量量注表叠叠 叠5独端V器器55变程变变程程程意加加 加作网——，构构一。一一。。。所原原 原用络77R成成所所次次次测一理理 理1及的=等等示示负负负电块的的 的。1等效效8载载载压验验 验效0电电，电电电的证证 证电源源R阻阻阻方动2，，值值值向=势R如如RRR及3LLL图图=时时时内1550， ， ，阻——0均均均。的88所所应应应方示示注注注法。。意意意。电电电源源源电电电压压压，，，以以以保保保持持持UUUaaabbbooo为为为一一一固固固定定定值值值。。。 实验二 戴维南定理与叠加原理的验证 （2）学会测量有源二端网络的等效电动势及内阻的方法。 用稳压电源及线性电阻器构成等效电源，如图5—8所压的方 向
(2)在等效电路中，每改变一次负载电阻值 RL时，均应注意电源电压，以保持Uabo为 一固定值。
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实验报告：工作报告叠加原理和戴维南定理一、引言：叠加原理和戴维南定理是电路分析中非常重要的两个原理，它们经常被用于解决复杂电路的分析问题。
本实验旨在通过实际进行电路实验，验证叠加原理和戴维南定理的有效性，并进一步了解其在实际电路中的应用。
二、实验设备和仪器：1.电源：直流电源、交流电源；2.电阻：各种不同阻值的电阻；3.万用表：用于测量电路参数。
三、实验步骤：1.叠加原理实验：（1）搭建一个由多个电阻组成的电路，其中每个电阻上都有一个电流源。
选取一个电流源，短路其他电流源，并测量该电流源产生的电流I1；（2）依次短路其他电流源，分别测量每个电流源产生的电流I2、I3...；（3）将每个电流源产生的电流叠加起来，得到叠加电流I，与测量得到的实际电路中的总电流进行对比，验证叠加原理的有效性。
2.戴维南定理实验：（1）选取一个电路中的一部分电路（例如一些电阻和其连接的电源），对这一部分电路进行标记；（2）断开这一部分电路，测量电源端口的电压U1和内部电阻R1；（3）将已断开的这一部分电路通过等效电路进行连接，测量等效电路两端的电压U2；（4）根据戴维南定理的公式，计算等效内阻R2、与测量得到的内阻R1进行对比，验证戴维南定理的有效性。
四、实验结果和数据处理：1.叠加原理实验结果：表1：叠加原理实验数据电流源，电流I（实际测量），叠加电流I（计算结果）:--------:，:-----------------:，:---------------------:I1 ， x.xx A ， x.xx AI2 ， y.yy A ， y.yy AI3 ， z.zz A ， z.zz A...，...，...In ， w.ww A ， w.ww A2.戴维南定理实验结果：表2：戴维南定理实验数据测量值，电压U（V）U1 ， x.xxR1 ，y.yy Ω等效电路， x.xx VR2 ，z.zz Ω五、讨论与结论：通过实验可以看出，在电路中应用叠加原理和戴维南定理可以较精确地计算电流和电压的结果。
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）研究了叠加定理的适用范围和条件。
(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.戴维南定理是指具有独立电源、线性电阻和受控源的端口。
对于外部电路，可以用电压源和电阻的串联组合来代替。
该电压源的电压等于端口的开路电压UOC，该电阻等于端口的所有独立电源设置为零后的输入电阻，如图2.3-1所示。
这种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。
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。
指出对于外部电路，包含独立电源、线性电阻和受控源的端口可以被电流源和电导的并联组合所取代。
电流源的电流等于端口的短路电流ISC，该端口的所有独立电源设置为零后，电导等于输入电导GEQ=L/req，如图2.3-1所示。
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。
4.戴维南等效电路参数的测量方法。
开路电压UOC的测量相对简单，可直接用电压表或补偿法测量；对于戴维南等效电阻req的获取，可采用以下方法：当网络包含电源时，应使用开路电压和短路电流法，但这种方法不能用于不允许外部电路直接短路的网络（例如，当网络的内部元件可能因短路电流过大而损坏时）；当网络不含电源时，采用伏安法、半电流法、半电压法、直接测量法等。
5、叠加定理（1）叠加定理是线性电路的一个重要定理，是分析线性电路的基础。
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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
的短路电流I S ）的U AB 、I AB 。
（2）计算无源单口网络的等效电阻
S
I OC
O U R =
3)验证戴维南定理
○
1调节一精密可调电阻R AB 等于R O ，然后将可调稳压源的输出电压 调至等于有源单口网络的开路电压U OC 与R AB 串联组成等效电压源（如图3所示），负载电阻R 用另一精密可调电阻上的可变电阻。
○2改变负载电阻R 的值（与表3中R 值一一对应，便于比较），重复测出U AB 、I R 记入表4，
并与步骤1中所测得的值比较，验证戴维南定理。
五、实验数据及计算分析
表1. 验证叠加原理 （E
表2.有源单口网络的外特性U AB=f(I R)
表3.等效电压源的外特性U
六、注意事项
1、稳流源不应开路，否则它两端正电压会很高。
为安全起见，断开I s前，先用一短线将I s 短接，然后断开I s；
2、稳压源不应短路，否则电流会很大。