叠加原理

实验一  叠加原理 一、实验目的 1、验证线性电路叠加原理，加深对线性电路叠加性的认识和理解。 2、通过实验加强对电路中电压、电流参考方向的理解和运用能力。 3、提高同学对电工技术实验台结构的了解，常用电工仪的使用能力。 4、提高电路故障的诊断和排除能力。 二、叠加原理的内容 1、原理 叠加原理是线性电路的基本定理，用来研究有多个电源共同作用的线性电路。具体内容是：在线性电路中，任何一个支路的电流和电压均是由电路中各个电源单独作用时在该支路产生电流及电压的代数和。 2、应用 典型应用：多个电源对一条支路的影响问题。利用该原理可把复杂电路中电压、电流的求解问题转化成多个单电源作用的简单电路，使复杂电路的求解问题简单化。 扩展应用：利用叠加原理还可以研究一个电源对多条支路的影响问题（线性电路的齐次性）。当激励信号(某独立源的值)增加或减小K倍时，电路的响应(即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值)也将增加或减小K倍。 例如图示电路，用叠加原理计算  支路的电流  。 图 3-1 3、注意 应用叠加原理时应注意以下几点： 1）叠加原理只适用于线性电路。 2）叠加时电路的结构和参数不变只将独立的电压源和电流源分别考虑，暂时不予考虑的理想电压源应予以短路，即令E=0；暂时不予考虑的理想电流源应予以开路，即令 Is=0。 3）解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电路中各电压、电流的最后结果是各分电压、电流的代数和。 4）该原理仅适用线性电路电压、电流的求解，功率不能叠加。 三、实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1 直流稳压电源 +6，12V切换 1 DG04 2 直流稳压电源 0～30V可调 1 DG04 3 万用表   1   4 直流数字电压表   1 D31 5 直流数字毫安表   1 D31 6 叠加原理实验电路板     DG05           四、实验内容 实验线路如图3-2所示。 图3-2 1、按图3-2，E1为+6V、+12V切换电源，取E1=+12V，E2调至+6V。 2、令E1电源单独作用时(将开关S1投向E1侧，开关S2投向短路侧)，用直流数字电压表和毫安表(接电流插头)测量各电阻元件两端的电压及各支路电流，数据记入3-1。 3、令E2电源单独作用时(将开关S1投向短路侧，开关S2投向E2侧)，重复实验步骤2的测量和。 4、令E1和E2共同作用时(开关S1和S2分别投向E1和E2侧)，重复上述的测量和记录。 5、将E2的数值调至+12V，重复上述第3步的测量并在表格3-1记录之。 6、将R5换成一只二极管1N4001(即将开关S9投向二极管D侧)重复1～4的测量过程，数据记入表3-2。 表3-1 测量项目 实验内容 (v) (v) (mA) (mA) (mA) (v) (v) (v) (v) (v) E1 单独作用                     E2 单独作用                     E1、E2 共同作用                     2E2（12V） 单独作用                                           表3-2 测量项目 实验内容 (v) (v) (mA) (mA) (mA) (v) (v) (v) (v) (v) E1 单独作用                     E2 单独作用                     E1、E2 共同作用                                           五、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，及数据表格中“+、-”号的记录。 2、验证叠加原理时，正确处理电路中的电源开关，不作用的电压源必须在电路中除掉，保持部分电路处于短路状态。 3、注意仪表量程的及时更换。 六、预习思考题 1、什么叫电源置零？叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作?可否直接将不作用的电源(E1或E2)直接短接? 2、实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗?为什么? 七、实验报告分析 1、根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、实验，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及分析数据表格3-2，你能得出什么样的结论? 4、心得体会及其他。