实验二 叠加定理与线性电路的齐次性的验证★实验一．实验目的1．验证线性电路叠加原理的正确性，从而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线性电路的齐次性：齐次定理是指单个激励的电路中，当激励信号（某独立 源的值）增加或减小 K 倍时，电路中某条支路的响应（电流或电压）也将增加 或减小 K 倍三．实验设备1．直流电压表2．直流毫安表3 •恒压源（6V , 12V , 0〜30V ）4 • EEL-01 组件（或 EEL-16 组件）实验内容和步骤实验线路如图2所示图21. E］为+6V、+12V切换电源，取E］=+12V , E2为可调直流稳压电源调 至+6V ；2. 令E1电源单独作用时（将开关匕投向片侧，开关K2投向短路侧）, 用直流电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压， 数据记入表格1表1测量项目实验内容E1(V)E2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)Ude(V)Ufa(V)E1单独作用e2单独作用e1e2共同作用2E2单独作用3. 令E2电源单独作用时（将开关0投向E+和E2侧，重复上述的测量和记 录）4 .令E］和E2共同作用时（开关匕和K2分别向E］和E2侧）重令E2电源单 独作用时（将开关K1投向短路侧，开关K2投向E2侧），重复实验步骤2的测量和记录。
5 •将E2的数值调至+12V，重复上述3项的测量并记录6 .将R5换成一只二极管IN4007 （即将开关K3投向二极管VD侧）,重复1~5的测量过程数据记入表 2表2测量项目E2III2I3UABUCDUADUdeUfa实验内容(V)(V)(mA)(mA)(mA)(V)(V)(V)(V)(V)耳单独作用e2单独作用E,共同作用2E2单独作用五、验注意事项1. 用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性及数据表中“+、-”号的记录2. 注意仪表量程的及时更换六． 预习思考题1. 在进行叠加定理实验时，不作用的电压源、电流源怎样处理？为什么？2. 根据本实验的原理，由给定的电路参数和电流、电压参考方向，分别计算两电源共同作用和单独作用时各支路电流和电压的值，和实验数据 进行对照，并加以总结和验证3. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，该问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？为什么？4. 通过对实验数据的计算，判别三个电阻上的功率是否也符合叠加 定理？七．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 线性电路的叠加性与齐次性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．通过实验步骤 6 及分析数据 2，你能得出什么样的结论？ 4．心得体会及其它★★实验一、实验目的1. 验证叠加定理和齐次定理，加深对线性电路的理解2. 掌握叠加定理的测定方法3. 加深对电流和电压参考方向的理解二、实验原理与说明1、叠加定理 叠加定理指出：对于一个线性电路，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2、齐次定理齐次定理是指单个激励的电路中，当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电路中某条支路的响应（电流或电压）也将增加或减小K倍实验仪器和器材1. 直流稳压电源1台0 ~ 30V可调；固定+12V2. 数字万用表1块3. 电阻 3 只 5100x2 ； lKQxl4. 短接桥和连接导线若干P8-1和501485. 实验用9孔插件方板1块297mmx300mm五、实验内容按下图图2接线，取直流稳压电源US1=6V , US2=12V ,电阻R]=510Q,R2=1KQ, R3=510Q01. 当uS1、US2两电源共同作用时，测量各支路电流和电压选择合适的电流表、电压表量程及接入电路的极性用短接桥（或导线） 将“5”点和“1”点连接起来，接通电源US1 ;将“6”点和“4”点连接起来，接通 电源US2。
分别测量电流I］、12、I3和电压Uab、Ubc、UBD根据图中电路 中各电流和电压的参考方向，确定被测电流和电压的正负号后，将测量数据 记入表2-1 中2. 当电源Us1单独作用时，测量各支路电流和电压用短接桥（或导线）将“5”点和T”点连接起来，接通电源Usi ；将“6”S1点和“3”点连接起来，使电源 US2 不作用分别测量电流 I1、 I2、 I3 和电压 UAb、Ubc、UbD根据图中各电流和电压的参考方向，确定被测电流和电压 的正负号后，将测量数据记入表 2-1中3. 当电源US2单独作用时，测量各支路电流和电压 用短接桥（或导线）将“5”点和“2”点连接起来，使电源 US1 不工作；将S1“6”点和“4”点连接起来，接通电源US2分别测量电流I］、I2、I3和电压Uab、 UBC、UbD根据图中各电流和电压的参考方向，确定被测电流和电压的正 负号后，将测量数据记入表 2-］中4. 将US］调至+12V，即 J增加到原来的2倍，并使US2不工作，重复 上述第2项的测量，并将测量数据记入表2-］中表 2-1 叠加定理和齐次定理的验证数据实验内容测量项目数据项US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)uab(V)ubc(V)ubd(V)US1、US2仿真数据共同作用实测数据US1仿真数据5. 将图中的电阻R2换成二极管1N4007，如下图所示，重复1-4的测 量过程，把测量数据记入表2-2中。
表2-2电路中含有非线性元件时叠加定理和齐次定理的验证数据实验内容测量项目数据项US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UBC(V)UBD(V)US1、US2仿真数据共同作用实测数据US1单独作用仿真数据实测数据US2仿真数据单独作用实测数据2US1单独作用仿真数据实测数据六、 实验注意事项1. 用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性及数据表中“+、-”号的记录2. 测量电压、电流时，要根据图中各电流和电压的参考方向，来判断实 际方向，若不一致，则在该数值前加“－”号3. 进行叠加定理实验中，某电压源 Us 不作用，是指 Us 处用短路线代替， 而不是将 Us 本身短路4. 注意仪表量程的及时更换七、 预习与思考题1. 在进行叠加定理实验时，不作用的电压源、电流源怎样处理？为什么？叠加原理 US1、US2 单独作用时，可否直接将不作用的电源短接置零？2. 根据本实验的原理，由给定的电路参数和电流、电压参考方向，分别计 算两电源共同作用和单独作用时各支路电流和电压的值，和实验数据进行对 照，并加以总结和验证3. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，该问叠加原理的叠加性与齐 次性还成立吗？为什么？4. 通过对实验数据的计算，判别三个电阻上的功率是否也符合叠加定理？5. 把US2用电流源代替，如何安排电路原理图？八、实验报告要求1. 根据实验数据表格，分析、比较、归纳、总结实验结论，即验证线性电 路的叠加性与齐次性。
2. 各电阻所消耗的功率能否用叠加定理计算得出试用上述实验数据，进行 计算并作出结论3. 通过实验步骤及分析表2-1和表2-2，能得出什么样的结论用proteus仿真实验一实验步骤如下：⑴ 打开Proteus软件，编辑窗口内有点状的栅格，可以通过View菜单的 Grid命令在打开和关闭间切换点与点之间的间距由当前捕捉的设置决定选中 主菜单view/snap 10th/，使得绘图区域中出现均匀的网格线，并将绘图尺寸调节 到最佳2） 在常用工具栏中点击4，然后在对象选择器窗口中点击选取对象选择 按钮P，打开pick devices,在元件分类categroy中选取相应的分类，查询元件库 的结果便显示在results中从元件库中调出1个Groun（接地点和1个 simulator primitives Vsource（直流电压源）器件，个Resisto（电阻）器件，个sw-DPDT 开关,1个IN4007二极管，最后点窃测量器件库中调出DC Voltmeter （直流电压 表）器件和DC AMMETER （直流电流表）3） 将各元器件的标号、参数值亦改变成与图1-1所示一致4）将所有的元器件通过连线连接起来。
注意：电压源、电压表的正负极性⑸检查电路有无错误⑹ 对该绘图文件进行保存，注意文件的类型为(design file )要保留7)按下proteus界面左下方按纽I卜丨卜I " I ■ I对文件进行仿真⑻读取电压表、电流表的读数，将读数填到表2-1相应的表格中实验内容测量项目数据项US1(V)US2(V)I1(mA)12(mA)13(mA)UAB(V)UBC(V)UBD(V)US1、US2仿真数据共同作用实测数据US1仿真数据单独作用实测数据US2仿真数据单独作用实测数据2US1仿真数据单独作用实测数据将图中的电阻R2换成二极管lN4007如下图所示重复1 ~4的测量过程， 把测量数据记入表2-2中表2-2电路中含有非线性元件时叠加定理和齐次定理的验证数据实验内容测量项目数据项US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UBC(V)UBD(V)US1、US2共同作用。