电工实验叠加原理

验证叠加原理

一． 实验目的

1． 验证叠加定理，加深对该定理的理解 2． 掌握叠加原理的测定方法 3． 加深对电流和电压参考方向的理解 二． 实验原理与说明

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，是各个独立电源分别单独作用时在各相应支路中形成的电流或电压的代数和。

(a)电压源电流源共同作用电路 (b)电压源单独作用电路 (c)电流源单独作用电路

图5-1 电压源，电流源共同作用与分别单独作用电路

图5-1所示实验电路中有一个电压源Us及一个电流源Is。 设Us和Is共同作用在电阻R1上产生的电压、电流分别为U1、I1，在电阻R2上产生的电压、电流分别为U2、I2，如图5-1(a)所示。为了验证叠加原理令电压源和电流源分别作用。当电压源Us不作用，即Us=0时，在Us处用短路线代替；当电流源Is不作用，即Is=0时，在Is处用开路代替；而电源内阻都必须保留在电路中。 （1） 设电压源Us单独作用时（电源源支路开路）引起的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，如图5-1(b)所示。

（2） 设电流源单独作用时（电压源支路短路）引起的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，如图5

探究课题 探究目的 实验器材 实验时间 实验原理 验证叠加定律 1、验证叠加定律的正确性，加深对叠加定律的理解。 2、进一步学会使用电流表。 可调直流稳压电源、电流表、电阻若干、导线 班级 姓名 在一个含有几个电源共同作用的线性电路中，任一支路的电压或电流等于该电路中各个独立电源单独作用时在该支路所产生的电压或电流的代数和。 实验内容 1.按原理的要求，连接电路，2、估计电流大小，将直流电流表选择合适的量程。 3、E1单独作用时，测量各支路电流，填入表中。4、E2 单独作用时，测量各支路电流，填入表中。5. E1、E2共同作用时，测量各支路电流，填入表中。 支路电流 被测量 E1单独作用时 E2单独作用时 E1E2共同作用时 I1 I2 I3 实验分析 通过E1单独作用时与E2单独作用时测得的电流对应相加，与E1E2共同作用时测量值对应比较，可得结论：

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。

+–E1I ++ I?I??–E2E1 –+– E2

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UOC；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）Ri 。

图1-2-2

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。

+–E1I ++ I?I??–E2E1 –+– E2

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UOC；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）Ri 。

图1-2-2

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

1

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，

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

1

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，

实验二 叠加原理和等效电源定理

一、实验目的

1、验证线性电路中的叠加原理、戴维南定理、诺顿定理。 2、熟悉等效电源电路的短路断路和通路情况。

3、学会用实验的方法测定有源二端网络的开路电压U0和除源内阻R0。 二、实验原理

1、叠加原理就是指在线性电路中有多个电源共同作用时，电路上任意一个支路上的电压或电流都是各电源单独作用下，在各支路上产生的电压或电流的叠加（代数和）。

2、戴维南定理是等效电源定理之一。它的内容是指任何一个线性含源二端网络，总可以用一个理想电压源与一个电阻（内阻）串联的支路来代替。该理想电压源的电动势等于二端网络的开路电压U0，串联内阻等于有源二端网络内电源为零时所响应的无源网络的等效电阻。

3、诺顿定理的内容是指任何一个线性含源二端网络，总可以用一个恆流源与一个电阻（内阻）并联的支路来代替。恆流源的电流该网络的短路电流，而电阻的含义与戴维南定理中的相同。

4、求电源内阻的方法：

⑴使用万用表用替代法测量电阻。对二端网络进行除源（将网络内电压源去源短接，电流源去源开路）后，用万用表测出网络A、B两端开路时的电阻值R，再用万用表测量标准（高精度）电阻箱的阻值，调节电阻箱的阻值使万用表的读数与R值相同，则电阻箱的读

本科实验报告

2015 年11 月5 日

实验报告

一、 实验目的和要求（必填）

实验目的：

1、验证基尔霍夫电流、电压定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 2、验证叠加定理及其适用范围。

3、掌握万用表、直流电流表及稳压电源的使用方法。

实验要求：

1,基尔霍夫定律实验研究：

实验电路图如图1所示，实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。分别将两路直流稳压源接入点路。按照电路板实际情况及要求进行操作。

将直流稳压源接入电路中，测量各个节点之间的电压值，并作出记录，与计算值相比较，得到相应的实验所需结果。 2,叠加定律实验研究：

实验电路图如图2所示，由电压源，电流源，电阻，稳压二极管组成。

在A、B之间接入电压源，开关S断开，测量各点电压与各支路电流，研究电压源单独工作时电路各部分状况，将测量数据记录于表中。

将A、B间短路，开关S接通，接入电流源，再次测量各点电压与各支路电流，研究电流源单独作用时电路各部分状况，将测量结果记录于表中。

将电压源US和电流源IS同时接通，重复上述测量，将测量数据记录于表中。根据表1中的测量数据验证叠加定律是否成立。

将AD中的稳压二极管换成线性电阻，重复以上三步，分析实验数据。

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《电工原理——（电工基础）》

课程学习指导资料

第一部分 课程的学习目的及总体要求

一、课程的学习目的

《电工基础》是高等工业学校专科电类专业必修的一门技术基础课程。它的主要任务是为今后学习专业知识和从事工程技术工作打好电工技术的理论基础，并受到必要的基本技能的训练。 二、课程学习的总体要求

本课程包括电路的基本概念与基本定律，直流电阻电路的分析方法，电感元件与电容元件，正弦交流电路，三相交流电路，负感电路，线性电路的过渡过程，磁路和铁心线圈电路。电路部分学习重在基本概念、基本定律和基本方法的掌握，避免繁琐的公式推导和数学运算。本课程先续课程是高等数学，大学物理，后续课程是模电、数电等。

第二部分 课程学习的基本要求及重点难点内容分析

第一章．电路的基本概念与基本定律

1．1．电路和电路模型

1．2．电路的基本物理量及其参考方向 1．3．电功率和电能 1．4．欧姆定律

1．5．电压源和电流源 1．6．基尔霍夫定律。

熟悉电路的工作状态、电路模型和额定值的意义；

掌握电流、电压、电位及其参考方向；掌握电压源、电流源概念，电功率和电能的概念及计算。

熟悉掌握欧姆定律和基尔霍夫定律的应用计算。

本章的重点：电功率

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2015 年11 月5 日

实验报告

一、 实验目的和要求（必填）

实验目的：

1、验证基尔霍夫电流、电压定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 2、验证叠加定理及其适用范围。

3、掌握万用表、直流电流表及稳压电源的使用方法。

实验要求：

1,基尔霍夫定律实验研究：

实验电路图如图1所示，实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。分别将两路直流稳压源接入点路。按照电路板实际情况及要求进行操作。

将直流稳压源接入电路中，测量各个节点之间的电压值，并作出记录，与计算值相比较，得到相应的实验所需结果。 2,叠加定律实验研究：

实验电路图如图2所示，由电压源，电流源，电阻，稳压二极管组成。

在A、B之间接入电压源，开关S断开，测量各点电压与各支路电流，研究电压源单独工作时电路各部分状况，将测量数据记录于表中。

将A、B间短路，开关S接通，接入电流源，再次测量各点电压与各支路电流，研究电流源单独作用时电路各部分状况，将测量结果记录于表中。

将电压源US和电流源IS同时接通，重复上述测量，将测量数据记录于表中。根据表1中的测量数据验证叠加定律是否成立。

将AD中的稳压二极管换成线性电阻，重复以上三步，分析实验数据。

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