主頁 > 技術(shù)文章 > 疊加定理的驗證實驗--電路分析實驗箱 2025-07-09

疊加定理的驗證實驗--電路分析實驗箱

一、實驗?zāi)康?/strong>
1.驗證線性電路疊加原理的正確性，加深對線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識和理解。
2.學(xué)習(xí)復(fù)雜電路的連接方法
二、實驗原理
如果把獨立電源稱為激勵，由它引起的支路電壓、電流稱為響應(yīng)，則疊加原理可以簡述為：在有多個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每一個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是每一個獨立源單獨作用時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。
在含有受控源的線性電路中，疊加定理也是適用的。但疊加定理不適用于功率計算，因為在線性網(wǎng)絡(luò)中，功率是電壓或者電流的二次函數(shù)。
線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵信號（某獨立源的值）增加或減少K倍時，電路的響應(yīng)（即在電路其他各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。
三、實驗設(shè)備

序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注

1 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 0～12V 1

2 直流穩(wěn)壓電源 6V 、 12V切換

3 萬用表 1

4 直流數(shù)字毫安表 1

5 直流數(shù)字電壓表 1

四、實驗內(nèi)容
實驗線路如圖4-1所示。

圖4-1 疊加原理驗證
1.將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為12V和6V，接到U1和U2處。
2.令U1電源單獨作用（將開關(guān)K1投向U1,開關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和毫安表分別測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表4-1。
表4-1

測量項目
實驗內(nèi)容 U1
(V) U2
(V) I₁
(mA) I₂
(mA) I₃
(mA) U_AB
(V) U_CD
(V) U_AD
(V) U_DE
(V) U_EA
(V)

U1 單獨作用

U2 單獨作用

U1、U2共同作用

3.令U2電源單獨作用（將開關(guān)K1投向短路側(cè)，開關(guān)K2投向U2側(cè)），重復(fù)實驗步驟2的測量并記錄，數(shù)據(jù)記入表4-1。
4.令U1和U2共同作用（開關(guān)K1和開關(guān)K2分別投向U1和U2側(cè)），重復(fù)上述測量，重復(fù)實驗步驟2的測量并記錄，數(shù)據(jù)記入表4-1。
5.將U2的數(shù)值調(diào)至+12V，重復(fù)上述第3項的測量并記錄，數(shù)據(jù)記入表4-1。
※6、將R4換成二極管IN4007，開關(guān)K3打向二極管IN4007側(cè)，重復(fù)步驟1～5。數(shù)據(jù)記入表4-2。
表4-2

測量項目實驗內(nèi)容 U1
( V ) U2
(V) I₁
(mA) I₂
(mA) I₃
(mA) U_AB
(V) U_CD
(V) U_AD
(V) U_DE
(V) U_EA
(V)

U1 單獨
作用

U2單獨
作用

U1、U2
共同作用

五、實驗注意事項
1.用電流表測量各支路電流時，或者用電壓表測量電壓降時，應(yīng)注意儀表的極性，正確判斷測得值的＋、－號后，記入數(shù)據(jù)表格。
2.注意儀表量程的及時更換。
六、預(yù)習(xí)思考題
1.可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？
2.實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管，試問疊加原理的疊加性與齊次性還成立嗎？為什么？
七、實驗報告
1.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格，進(jìn)行分析、比較、歸納、總結(jié)實驗結(jié)論，即驗證線性電路的疊加性與齊次性。
2.各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？試用上述實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行計算并作結(jié)論。
3.通過實驗步驟6及分析表格4-2的數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結(jié)論？
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序號	名稱	型號與規(guī)格	數(shù)量	備注
1	可調(diào)直流穩(wěn)壓電源	0～12V	1
2	直流穩(wěn)壓電源	6V 、 12V切換
3	萬用表		1
4	直流數(shù)字毫安表		1
5	直流數(shù)字電壓表		1

測量項目實驗內(nèi)容	U1 (V)	U2 (V)	I₁ (mA)	I₂ (mA)	I₃ (mA)	U_AB (V)	U_CD (V)	U_AD (V)	U_DE (V)	U_EA (V)
U1 單獨作用
U2 單獨作用
U1、U2共同作用

測量項目實驗內(nèi)容	U1 ( V )	U2 (V)	I₁ (mA)	I₂ (mA)	I₃ (mA)	U_AB (V)	U_CD (V)	U_AD (V)	U_DE (V)	U_EA (V)
U1 單獨作用
U2單獨作用
U1、U2 共同作用

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