实验三叠加定理的验证一、实验目的1. 学习用电压表监测调节可调电压源合适电压的方法2. 学习导线接通的电阻式测量方法3. 验证叠加定理的正确性,加深对叠加定理的理解和认识二、实验器材 可调直流稳压电源、直流数字毫安表、直流数字电压表、基尔霍夫定律试验 板、数字多用表三、实验原理 叠加定理:性电路中,当电路里有多个电源共同作用时,某一支路的响应//////图中:i二i+i, u=u+u即叠加定理的表达形式111222注意:叠加定理对非线性电路并不满足图3-1验证基尔霍夫定律和叠加定理的原理图图中330Q电阻接入电路(线性电路)时电压、电流参数符合叠加定理二极管 INTEX007接入电路(非线性电路)时电压、电流参数不符合叠加定理五、实验过程实验准备:将可调电源中的两路“0,30V可调输出”直流可调稳压电源的输出调 至最小(调节旋钮轻轻逆时针旋到底),将试验台最下方的电源挂箱的总控开关向上 合上将电源转接箱和其下方的“AC220V输出”通过所带的插头连接线连接电源 插孔,并将电源转接箱电源插孔通过红、蓝粗线和可调电源及测量仪表一的电源插 孔相连(L与L用红线连接,N与N用蓝线连接)验证叠加定理的操作过程实验步骤:(1) 将测量仪表一中的直流电压表并接在可调电源两端,打开电源开关,分别 调节两路可调电源的输出旋钮,用直流电压表监测使两路可调电源的输出分别为 E=6V、E=12V,然后断开电源开关。
12(2) 从电路基础试验箱(一)中找到“基尔霍夫定理/叠加原理”图,并将图中的 开关K、K向内置于短路位置12(3) 再按照实验原理图3-1用导线将已调节好输出电压值的两路直流稳压源 El、E2分别引到原理图中的Ul、U2 口4) 将电流插头插入实验电路板中三条支路电流的I3测量插孔中,(插孔中未 插入电流插头时插孔两边的导线连通,插入电流插头后两边导线只能通过电流插头的两根出线连通把数字多用表档位选择开关转到“蜂鸣”档位(在200Q和 二极管符号中间),并将多用表的红表笔插入“A”插孔中,黑表笔插入“COM”插 孔中用任一表笔的测量端连接电流插头的两根出线中的任一根接线端,另一表笔 的测量端插到原理图中的11、12、13的节点A插孔中,如果数字多用表发出响 声,说明电流插头被测出线和节点A连接,根据13电流方向可知应把被测出线和 直流毫安表的正极相接,另一出线和直流毫安表的负极相接如数字多用表没响 声,说明电流插头被测出线和下面电阻连接,应接直流毫安表的负极另一出线接 直流毫安表的正极直流毫安表用测量仪表一中的直流电流表如此判断并正确连 接直流电流表和电流插头的两根出线5) 根据原理图中的元件参数值估算待测量参数的量纲(在本次实验中,电流测量值应小于10mA、电压测量值应小于12V),确定直流数字电压表的量程为直流20V档,直流数字毫安表的量程为直流20mA档,将原理图中的开关K3拨到上面,使330Q电阻接入电路。
6) 将原理图中的K1、K2开关向外置于电源侧,合上电源开关,读出直流电流表读数13,并将测量数据记入表3—1中7) 令电源E单独作用(将开关K向外联接在电源E侧,开关K向内转接1112至短路侧),用电压表和毫安表测量I及U的数值,将测量数据记入表3-1中3AD(8) 令电源E单独作用(将开关K向内接至短路侧,开关K向外联接在电212源E狈0),用电压表和毫安表测量I及U的数值,将测量数据记入表3-1中23AD表3,1 叠加定理的验证测量参数 I(mA) U(V) 3AD330Q 电阻 E=6V E=0V 12接入电路 E=0V E=12V 12E=6V E=12V 12二极管 E=6V E=0V 12接入电路 E=0V E=12V 12E=6V E=12V 12(9) 将实验电路图中的开关K3扳向下面,使二极管接入电路成为非线性电路,验证电压、电流参数是否符合叠加定理六、注意事项(1) 实验前需要做充分的准备:预习实验内容(2) 在联接电流表测量插头时,应注意测量插头的红、黑接线端应与毫安表的 +、—极(红、黑接线柱)相对应3) 在本次实验中,如需电源不作用,应相应转接电源控制开关 S、S 至短 12 路侧,绝不允许将直流稳压电源的输出端直接短路,那样会损坏实验仪器。
4) 在实验连线中、检查实验连线时以及实验结束后拆线时,均应切断实验台 的电源,在断电状态下操作5) 实验完毕,拆线时用力不要过猛,以防止拔断导线,最好是轻轻的旋拔 做完实验后,收拾好实验设备与器材,经实验指导老师检查并签字后方可离开实验 室七、实验预习题认真阅读实验资料,回答以下问题:1. 说明如何调节可调电压源输出电压为需要的数值2. 分别计算出电路实验图中Ul、U2单独作用及共同作用时13的大小及UAD 的大小°(330Q电阻接入时)Ul 单独作用时:II12A33CE510c)Dj7joLOrOLO1 - 21—第3画330 aU2单独作用时:11 A► r12510£i330U-:x51D-51C-5:::TJUI、U2共同作用时I3=I3〃+I3,3. 说明测量I时直流电流表的量程及测量U时直流电压表的量程3AD八、实验报告要求1、画出实验原理图2、根据实验中测量得到的数据,用计算的方法验证叠加定理,得出结论3、在有误差时,应做误差分析为做好实验,请大家在实验前在实验报告本上写好实验名称,实验目的,实验 仪器,实验原理,实验内容:验证叠加定理的正确性,实验预习题,并画好实验数 据表格,作实验时把实验报告本带到实验室,直接填写实验数据。
每个实验报告都要有实验名称,实验目的,实验仪器,实验原理,实验内容, 实验预习题,实验数据及分析,实验数据分析见实验报告要求。