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1、实验三 叠加原理、戴维南定理和诺 顿定理一、实验目的1.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的认识和理 解；2.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解；3.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二、预习要点1. 什么情况下可用叠加原理，如何应用；2. 有源二端网络等效参数如何测量，并作相关的计算。三、实验所用仪表和仪器1叠加原理实验 序号名 称型号与规格数量备 注1直流稳压电源030V可调二路 2万用表 1 3直流数字电压表0200V1 4直流数字毫安表0200mV1 2戴维南定理和诺顿定理实验 序号名 称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源030V1 2可调
2、直流恒流源0500mA1 3直流数字电压表0200V1 4直流数字毫安表0200mA1 5万用表 1 四、实验内容1. 叠加原理利用实验线路图2-1验证叠加原理的正确性。图3-1 （1） 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。 （2）令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2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3-1。表 3-1测量项目 实验内容U1 (V)U2 (V)I1 (mA )I2 (mA )I3 (mA )UAB (V)UCD (V)UAD (V)UDE (V)UFA (V)U1单独作用
3、U2单独作用U1、U2共同 作用2U2单独作 用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3-1。（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3-1。（5） 将U2的数值调至12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表2-1。*（6）将R5（330）换成二极管 1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧）， 重复15的测量过程，数据记入表3-2。表 3-2 测量项目 实验内容U1 (V)U2 (V)I1 (mA)I2 (mA)I3 (mA)UAB (V)UCD
4、(V)UAD (V)UDE (V)UFA (V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作 用2U2单独作用2戴维南定理和诺顿定理验证 实验线路如图3-2所示，被测有源二端网络如图3-2(a)。 (a) 图3-2 (b)1）用开路电压、短路电流法测定戴维南等效 表 3-3 电路的Uoc、R0和诺顿等效电路的ISC、R0。按图3-2(a)接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入RL。测出UOc和Isc,并计算出R0。（测UOC时，不接入mA表。）（2）负载实验按图3-2(a)接入RL。改变RL阻值，测量有源二端网络的外特性曲线。 Uoc (v)Isc (mA)R0=Uoc/I sc
5、()表 3-4 U（v） I（mA ）（3）验证戴维南定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值， 然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联 ，如图2-2(b)所示，仿照步骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。 表 3-5 U（v） I（mA ）（4）验证诺顿定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值， 然 后令其与直流恒流源（调到步骤“1”时所测得的短路电流ISC之值）相并联，如 图3-3所示，仿照步骤“2”测其外特性，对诺顿定理进行验证。 表 3-6 U（v） I（mA ）（5）有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直接测量法。见
6、图3-2（a ）。将被测有源网络内的所有独立源置零（去掉电流源IS和电压源US，并在原 电压源所接的两点用一根短路导线相连），然后用伏安法或者直接用万用表的 欧姆档去测定负载RL开路时A、B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻R0 ，或称网络的入端电阻Ri 。 图3-3 五、实验注意事项 1. 测量时应注意电流表量程的更换。 2. 步骤“（5）”中，电压源置零时不可将稳压源短接。 3. 用万表直接测R0时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。其次， 欧 姆档必须经调零后再进行测量。 4. 用零示法测量UOC时，应先将稳压电源的输出调至接近于UOC，再按图2-2测量 。 5. 改接线路时
7、，要关掉电源。六、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原理计算得出？ 试用上述实验数据， 进行计算并作结论。 3 根据步骤2、3、4，分别绘出曲线，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性， 并分析产生误差的原因。 5. 根据步骤1、5、的几种方法测得的Uoc与R0与预习时电路计算的结果作比较， 你能得出什么结论。 6. 回答以下问题： （1）在叠加原理实验中，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， 试问叠加原理的迭加性与还 成立吗？为什么？ （3）在求戴维南或诺顿等效电路时，作短路试验，测ISC的条件是什么？在本实 验中可否直接作负载短路实验？请实验前对线路2-2(a)预先作好计算，以便调整 实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。 （4） 说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法， 并比较其优缺点 。
