验证叠加和戴维南定理的实验二

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：验证叠加定理的正确性。（二）戴维南定理的实验1.实验原理电路（图2）图2戴维南定理验证的实验电路图2.实验原理戴维南定理的内容：对任意一个有源二端网络而言，都可以用一个理想电压源U′S和一个电阻R′0的戴维南支路来等效代替。在求戴维南定理等效网络时，测量短路电流的条件是什么？

一、实验目的

（1）通过实验加深对叠加定理与戴维南定理内容的理解。

（2）学习线性有源二端网络等效参数的测量方法，加深对“等效”概念的理解。

（3）进一步加深对参考方向概念的理解。

二、实验器材与设备

（1）电工实验台。

（2）电路原理实验箱或相关实验器件。

（3）数字万用表1块。

（4）导线若干。

三、实验原理及实验步骤

（一）叠加定理的实验

1.实验电路原理图（图1）

图1　叠加定理验证实验电路图

2.实验原理

叠加定理的内容：对任一线性电路而言，任一支路的电流或电压，都可以看做是电路中各个电源单独作用下，在该支路产生的电流或电压的代数和。

叠加定理是分析线性电路的非常有用的网络定理，叠加定理反映了线性电路的一个重要规律：叠加性。要深入理解定理的含意，适用范围，灵活掌握叠加定理分析复杂线性电路的方法，通过实验可进一步加深对它的理解。

3.实验步骤

（1）调节实验电路中的两个直流电源，分别让US1=12V和US2=6V。

（2）当US1单独作用时，US2短接，但保留其支路电阻R2。

（3）测量US1单独作用下各支路电流I′1、I′2和I′3，支路端电压U′ab，记录在自制的表格中。

（4）再让US1短接，保留其支路电阻R1。测量US2单独作用下各支路电流I″1、I″2和I″3，支路端电压U″ab，记录在自制的表格中。

（5）测量两个电源共同作用下的各支路电流I1、I2和I3，节点电压Uab，记录在自制的表格中。

（6）验证叠加定理的正确性。

（二）戴维南定理的实验

1.实验原理电路（图2）

图1　叠加定理验证实验电路图

2.实验原理

叠加定理的内容：对任一线性电路而言，任一支路的电流或电压，都可以看做是电路中各个电源单独作用下，在该支路产生的电流或电压的代数和。

3.实验步骤

（1）调节实验电路中的两个直流电源，分别让US1=12V和US2=6V。

（2）当US1单独作用时，US2短接，但保留其支路电阻R2。

（3）测量US1单独作用下各支路电流I′1、I′2和I′3，支路端电压U′ab，记录在自制的表格中。

（4）再让US1短接，保留其支路电阻R1。测量US2单独作用下各支路电流I″1、I″2和I″3，支路端电压U″ab，记录在自制的表格中。(https://www.chuimin.cn)

（5）测量两个电源共同作用下的各支路电流I1、I2和I3，节点电压Uab，记录在自制的表格中。

（6）验证叠加定理的正确性。

（二）戴维南定理的实验

1.实验原理电路（图2）

图2　戴维南定理验证的实验电路图

2.实验原理

戴维南定理的内容：对任意一个有源二端网络而言，都可以用一个理想电压源U′S和一个电阻R′0的戴维南支路来等效代替。等效代替的条件是：原有源二端网络的开路电压UOC等于戴维南支路的理想电压源U′S；原有源二端网络除源后（让网络内所有的电压源短路处理，保留支路上电阻不动；所有电流源开路）成为无源二端网络后的入端电阻R0等于戴维南支路的电阻R′0。

3.实验步骤

（1）按照图2 （a）连接实验电路。

（2）让电路从a、b处断开，测出开路电压UOC，再把电压源US短接，从a、b处测出无源二端网络的入端电阻R0，记录在自制表格中。

图2　戴维南定理验证的实验电路图

2.实验原理

3.实验步骤

（1）按照图2 （a）连接实验电路。

（2）让电路从a、b处断开，测出开路电压UOC，再把电压源US短接，从a、b处测出无源二端网络的入端电阻R0，记录在自制表格中。

（3）把电流表串进电路中，负载电阻RL短接，测出短路电流值IOS，即此值与（2）中所测R0进行比较；并记录在自制表格中。