XX大学XX学院电路基础实验 3 实验名称 叠加原理和戴维南定理验证 一. 实验目的1、加深对线性网络中叠加定理与戴维南定理的理解,用.实验数据验证这两个定理。2、学习线性有源二端网络等效电路参数的测量
方法
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。二. 实验原理1.叠加定理在线性电路中,有多个电源同时作用时,任-支路的电流或电压都是电路中每个独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流或电压的代数和。某独立源单独作用时,其它独立源均需置零。(电压源用短路代替,电流源用开路代替。)2.戴维南定理一个含源线性二端电阻性网络就它的外部特性来说,可用一个由理想电压源和电阻串联的源支路来等效代替。其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压,其电阻等于原网络中所有独立电源都置零值时的入端等效电阻。注意:该定理除要求网络为线性外,还要求网络和外电路之间不容许存在其他的耦合关系,例如磁的耦合(互感耦合)或非独立电源(受控源)的耦合。但外电路可以是非线性。三. 实验设备12V直流稳压电源E1,9mA直流稳流电流源Is四. 实验
内容
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及数据4.1验证叠加定理(1)分别在E1、Is单独作用和E1、Is共同作用时,测量电流I1、I2、I3的值。(2)分别在E1、Is单独作用和E1、Is共同作用时,测量电压UAB、UBC和UBD的值。(3)理论计算E1、Is共同作用时电流I1、I2、I3与电压UAB、UBC、UBD的值,并与实测结果对比。(4)通过实测结果,验证叠加定理的正确性。测量项目实验内容E1VISmAI1mAI2mAI3mAUABVUBCVUBDVE1单独作用129-7.9507.95-4.0507.95IS单独作用1295.9693.043.0493.04E1,IS共同作用129-1.99910.99-1.01910.99理论计算129-1.99910.99-1.01910.994.2戴维南定理验证(1)运用戴维南定理计算出等效电路的UOC和RO,并通过UOC和RO的比值求出电流ISC。(2)用开路电压短路电流法测定戴维南等效电路的UOC’和ISC’,并通过UOC’和ISC’的比值求出RO。将(1)(2)结果填入表2。UOC\VISC\mARO\Ω计算结果4.0712.19333.89测量结果4.0712.19333.89(3)假设RL=1K,测量RI两端的电压UI和流过R的电流I。(4)将A、B两点用导线连接,此时图3中内部小虚线框内的电阻网络等效的阻值就是Ro(5)将直流稳压电源调置为表2中所测得的UOC的电压值(推荐用电压表并联测量后得到更为准确的电压值),并将该电压源接入E、F两点间,与电阻网络串联接入电路。此时图3中外部大虚线框内的电路就是图2所示等效电路。(6)将直流电流表按图3接入C、D两点间,并将电阻R接入电路D、F两点间,测量有源二端网络的外特性(即测量Ry两端电压U和通过RI的电流I"并记录。(7)将电压U'、电流I',与(3)中得到的U、I相比较,
分析
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是否能够验证戴维南定理。五. 数据分析5.1叠加定理的验证:经计算可得,将E1,IS分别作用的数据相加之后,与E1.IS共同作用产生的效果相同5.2戴维南定理的验证:经过理论计算和模拟测量,得到正确的UOC和RO六. 思考
题
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6.1经检验符合两项定理6.2方法2:首先计算开路电压。再将原电路所有电压源短路,所有电流源开路,保持受控源不变,计算从输出端向网络看的电阻