项目八 叠加原理和替代定理.doc

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1、项目八叠加原理和替代定理教学重点：电流源的使用与线路图的连接教学难点：验证叠加原理和替代定理一、实验目的1．通过实验来验证线性电路中的叠加原理以及其适用范围。2．学习直流仪器仪表的测试方法。二、实验原理几个电动势在某线性网络中共同作用时（也可以是几个电流源共同作用，或电动势和电流源混合共同作用），它们在电路中任一支路产生的电流或在任意两点间的所产生的电压降，等于这些电动势或电流源分别单独作用时，在该部分所产生的电流或电压降的代数和，这一结论称为线性电路的叠加原理。如果网络是非线性的，叠加原理不适用。图2-8-1的电路含有一个非线性元件（稳压管），叠加原理不适用，如果将

2、稳压管换成一线性电阻，则可以运用叠加原理。本实验中，先使电压源和电流源分别单独使用，测量各点间的电压和各支路的电流，然后再使电压源和电流源共同作用，测量各点间的电压和各支路的电流，验证是否满足叠加原理。给定任意一个线性电阻电路，其中第k条支路的电压Uk和电流Ik已知，那么这条支路就可以用一个具有电压等于Uk的独立电压源，或者用一个具有电流等于Ik的独立电流源来替代，替代后电路中全部电压和电流均保持原值（电路在改变前后，各支路电压和电流均应是唯一的）。三、实验仪器及器件1．可调直流电流、电压源2．电阻元件3．电阻箱及动态元件4．直流电流表、电压表四、实验内容及步骤图2-

3、8-1叠加原理实验线路图图中E=10VIS=30mAR1=1000ΩR2=R3=R5=500ΩR4=300Ω1．按图2-8-1接好实验电路R1、R2、R3、R4、R5均用电阻元件，接线时可调直流电流源、电压源先应全部置零。2．调节可调直流电流源，使电流源输出为30mA，且在实验中应保持此值不变。再调电压源，使其输出电压为10V，在实验中也保持此值不变。3．验证叠加原理按图2-8-1接好实验电路中。A、B端通过网络元件上钮子开关S1与一根导线及电压源E接通。用一短接线将电流源短接，这就是电压源单独作用时的接线。测电压源E单独作用时，各条支路的电流和电压，注意仪表量限和测

4、量值的符号，所测数据记入表2-8-1。将钮子开关S1断开，使A、B端连至短路侧，同时将电流源IS接通，再测各支路两端的电压和各支路电流，此时为电流源单独作用的值，也记入表2-8-1。将电压、电流源同时接通，重复以上测量，数据记入同一表格中。4．验证非线性元件不适用叠加定理上图2-8-1中AC支路的线性电阻R4用稳压管代替，按步骤3，重复测量各支路电流和电压，与替代前的数值进行比较，数据记入表2-8-2中。5．验证替代定理根据步骤4中当二极管接入时测量出的电压UAC和电流IAC值，算得电阻值R=UAC/IAC，将其支路AC换成算出的电阻值R，重复测量各支路电压、电流，与

5、替代前(二极管接入作用时)的数值进行比较，数据记入表2-8-3中。表2-8-1验证叠加原理项目条件UADUDCUBDUACIACE单独作用IS单独作用E和IS共同作用表2-8-2AC支路为稳压二极管时各支路电压及AC支路电流项目条件UADUDCUBDUACIACUAC/IACE单独作用IS单独作用E和IS共同作用表2-8-3AC支路用算出电阻替代项目条件UADUDCUBDUACIAC接入二极管电路替代成算出电阻电路五．实验注意事项1．电流源不应开路，否则它两端正电压会很高。2．为安全起见，在断开IS前，先用一短线将IS短接，然后断开IS。3．电压源不应短路，否则电流会

6、过大。六、实验报告要求1．根据图2-8-1所示元件数值计算本实验电路中（步骤3的线性电路）UAC的数值，与实验结果进行比较。2．小结对叠加原理和替代定理的认识。