實(shí)驗(yàn)四 疊加原理的驗(yàn)證(仿真實(shí)驗(yàn))

1、實(shí)驗(yàn)四 疊加原理的驗(yàn)證（仿真實(shí)驗(yàn)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。2. 理解線性電路的疊加性和齊次性。二、實(shí)驗(yàn)原理疊加定理描述了線性電路的可加性或疊加性，其內(nèi)容是：在有多個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，任一電壓或電流都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該處產(chǎn)生的電壓或電流的疊加。通過(guò)每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。齊性定理的內(nèi)容是：在線性電路中，當(dāng)所有激勵(lì)（電壓源和電流源）都同時(shí)增大或縮小K倍（K為實(shí)常數(shù)）時(shí)，響應(yīng)（電壓或電流）也將同時(shí)增大或縮小K倍。這是線性電路

2、的齊性定理。這里所說(shuō)的激勵(lì)指的是獨(dú)立電源，并且必須全部激勵(lì)同時(shí)增加或縮小K倍，否則將導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。顯然，當(dāng)電路中只有一個(gè)激勵(lì)時(shí)，響應(yīng)必與激勵(lì)成正比。使用疊加原理時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）疊加原理適用于線性電路，不適用于非線性電路；2）在疊加的各分電路中，不作用的電壓源置零，在電壓源處用短路代替；不作用的電流源置零，在電流源處用開(kāi)路代替。電路中的所有電阻都不予更動(dòng)，受控源則保留在分電路中；3）疊加時(shí)各分電路中的電壓和電流的參考方向可以取為與原電路中的相同。取和時(shí)，應(yīng)注意各分量前的“+”“-”號(hào)；4）原電路的功率不等于按各分電路計(jì)算所得功率的疊加，這是因?yàn)楣β适请妷汉碗娏鞯某朔e。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名

3、稱(chēng)型號(hào)與規(guī)格數(shù)量1直流穩(wěn)壓電源030V可調(diào)二路2直流數(shù)字電壓表0200V13直流數(shù)字毫安表0200mV14疊加原理實(shí)驗(yàn)電路板1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容疊加原理實(shí)驗(yàn)電路如圖4-1所示，按圖4-1所示電路連線。1. 將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為6V和12V，接入U(xiǎn)1=6V和U2=12V處。2. 令U1電源單獨(dú)作用（將開(kāi)關(guān)K1投向U1側(cè)，開(kāi)關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表4-1。在表4-1中電流的單位為毫安，電壓的單位為伏特。圖4-1 疊加原理電路原理圖圖4-2 Multisim疊加原理仿真電路3. 令U2電源單獨(dú)作用（將開(kāi)關(guān)K1投向短路

4、側(cè)，開(kāi)關(guān)K2投向U2側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測(cè)量和記錄，數(shù)據(jù)記入表4-1。4. 令U1和U2共同作用（開(kāi)關(guān)K1和K2分別投向U1和U2側(cè)），重復(fù)上述的測(cè)量和記錄，數(shù)據(jù)記入表4-1。5. 將R5（330）換成二極管1N4007（即將開(kāi)關(guān)K3投向二極管IN4007側(cè)），重復(fù)14的測(cè)量過(guò)程，數(shù)據(jù)記入表4-2。在表4-2中電流的單位為毫安，電壓的單位為伏特。表4-1 電阻電路的疊加原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容U1U2I1I2I3UABUCDUADUDEUFAU1單獨(dú)作用U2單獨(dú)作用U1、U2共同作用表4-2 二極管電路的疊加原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容U1U2I1I2I3UABUCDUADUDEUFAU1單獨(dú)作用U2單獨(dú)作用U1、U2共同作用五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 用電流插頭測(cè)量各支路電流時(shí)，或者用電壓表測(cè)量電壓降時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性，正確判斷測(cè)得值的、號(hào)后，記入數(shù)據(jù)表格。2. 注意儀表量程的及時(shí)更換。六、預(yù)習(xí)思考題1. 在疊加原理實(shí)驗(yàn)中，要令U1、U2分別單獨(dú)作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？2. 實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管，試問(wèn)疊加原理的疊加性與齊次性還成立嗎？為什么？3. 在線性電路中，可否用疊加原理來(lái)計(jì)算電阻消耗的功率？為什么？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，進(jìn)行分析、比較，歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性。2. 各電阻器