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电路原理实验

及等效内阻的方法。 5.验证特勒根定理和互易定理,加深对该定理的理解。
二、实验原理
1. 基尔霍夫定律
(1) 基尔霍夫电流定律:电路中,某一瞬间流入和流出 任一节点的电流的代数和等于零,即∑I=0。 (2) 基尔霍夫电压定律:电路中,某一瞬间沿任一闭合回 路一周,各元件电压降的代数和等于零 ,即∑U =0。 2. 叠加原理
对于节点A和节点B验证基尔霍夫电流定律:
选择US1-R1-R3-R2-US2回路和R4-R3-R5回路验证基尔霍夫电压 定律:
说明:在下划线上填入+、-号。
3. 验证叠加原理
I3
A
R3 B I2
R2
A
I1 A
R1 + US1 -
A I4 R4
A I5 R5
C
图2 US1 单独作用电路图
I3
A
R3 B I2
SBL-1
数量 1块 1块 1台 1块 1台
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五、注意事项
1. 严禁电源短路,换接线路时要将稳压电源关闭; 2. 根据被测对象随时转换万用表的测试档位; 3. 测量电流时要将电流表串接在电路中,并注意
“+”、“-”极性,严禁同电源并联; 4. 测量电阻时,要切断电源,严禁带电测量电阻; 5. 接换线时,要手持导线的插头部分,不要拽细
5. 验证诺顿定理
如图4所示将R5支路去掉,测量有源二端网络B、C 间短路电流 ISC、等效内阻R0和电阻R5的数值,填入表4:
物理量
ISC
R0
R5
I5
实测
计算
测量值
表4
根据要求进行计算,验证戴维南定理和诺顿定理,画 出等效电路图并写出计算过程。
6. 验证特勒根定理
结合实验电路图1,选择特勒根定理的第一种形式 进行验证。设计实验表格,将测量数据填于表格内,并 验证特勒根定理。
实验一 直流电路
一、实验目的 二、实验原理 三、实验内容与要求 四、实验设备 五、注意事项 六、思考题 七、实验报告要求
一、实验目的
1. 学习直流稳压电源、数字万用表、直流电压表以及电 流表的使用。
2. 验证基尔霍夫定律,加深对正方向的理解。 3. 验证线性电路的叠加原理、戴维南定理和诺顿定理,
巩固所学理论知识。 4. 学会测量线性有源二端网络的开路电压、短路电流
ik ,uk与 ik为关联参考方向,有
表明,在任何时刻各支路吸收和发出的功率之和等于 零。因此特勒跟定理表达的是功率守恒。
二、实验原理
5. 互易定理 如图所示,网络N为线性无源电阻网络,激励
为电压源,响应为电流。在图a中,支路1的电压 源US1在支路2产生的电流I2,将此电压源转到支路 2,如图b所示,US2在支路1产生电流为I1,则有:
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7. 验证互易定理
选择互易定理的第一种形式进行验证。结合下面电路, 设计实验表格,并将测量数据填于表格内,并且验证互易定 理。
60 7V 100
100
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四、实验设备
名称 实验电路板 数字万用表 双路直流电源 直流A/V表 电工实验台
规格与型号 参数见电路图1-2
MS8217 DC 0~30V Max 0~200V / 0~200mA
R2
A
I1 A
A I4
A I5
R1 R4
R5
+ US2
-
C
图3 US2 单独作用电路图
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3. 验证叠加原理
按US1 和US2共同作用、 US1单独作用、 US2单独作用的次
序测量各支路电流 记入下表,并将叠加结果计算出来。
电流 /mA 次序
I1
I2
I3
I4
I5
US1 、US2 共同作用
US1 单独作用
画出等效电路图并写出计算过程; 5. 验证特勒根定理和互易定理。说明实验过程,自拟
表格将测量数据填入表格,验证定理。 6. 回答思考题1和3。
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R4 R5 60
6V
US2 _
US1 7V 220
_
图1 C
准备工作
1. 使用数字万用表测量各电阻的阻值,将R5记录 于表3和表4中。
注意:用数字万用表测量电阻时,电阻不能带电。
2. 调节双路直流电压源的输出。
2. 验证基尔霍夫定律
分别测出实验电路各元件两端的电压和各支路中的电流, 记入下表:
Us1
a
I2
I1
Us2
b
三、实验内容与要求
1. 实验电路 2. 验证基尔霍夫定律 3. 验证叠加原理 4. 验证戴维南定理 5. 验证诺顿定理 6. 验证特勒根定理 7. 验证互易定理定理
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1. 实验电路图
A I3
A
R3
100
B I2
A
R2
100
I1 A A I4
A I5
+
R1 27 +
US2 单独作用
叠加结果
表2
3. 验证叠加原理
操作提示: 如图2和3所示,当US1单独作用US2不起作用时,对
US2的处理方法是将US2的稳压电源从实验板上拆除,另 用一根导线将US2原接线处短接。同样US1不起作用时也 如此处理。
4. 验证戴维南定理
I3 A
R3 B I2
R2
AI1 ALeabharlann A I4+R1
R4
+
US2 _
US1 _
C
图4 验证戴维南、诺顿定理实验电路图
4. 验证戴维南定理
将R5支路去掉,测量有源二端网络B、C间开路电 压UOC、等效内阻R0和电阻R5的数值,填入表3:
物理量
UOC
R0
R5
I5
实测
计算
测量值
表3
操作提示:测量等效内阻R0时要使US1与US2不起作用,具 体的处理方法参照实验内容3。
(2) 诺顿定理:一个线性有源二端网络,可以用一个 理想电流源和一个等效电阻并联构成的电流源等效代 替。等效电流源的源电流为有源二端网络的短路电流; 并联电阻为有源二端网络中所有独立电源作用为零时 的无源二端网络的等效电阻。
二、实验原理
4. 特勒根定理 设有b条支路的电路,支路电压为uk,支路电流为
电流 I /mA
I1
I2
I3
I4
I5
测量值
电压 U /V
UR1
UR2
UR3
UR4
UR5
测量值
表1
2. 验证基尔霍夫定律
操作提示: 1. 电流的参考方向为电路图中标注的方向,电压与电
流为关联参考方向。 2. 测量电流时要将电流表串接在电路中,并注意 “+”、
“-”极性,严禁同电源并联。
2. 验证基尔霍夫定律
线部分,以免损坏导线。
六、思考题
1. 错把电流表当电压表使用,会产生什么结果? 2. 能不能用叠加原理进行功率计算?为什么? 3. 叠加原理、等效电源定理使用条件是什么?
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七、实验报告要求
1. 实验题目、实验目的、原理和内容; 2. 整理所有的测量数据,记于相应的表格中; 3. 根据实验数据,验证基尔霍夫定律和叠加原理; 4. 根据要求进行计算,验证戴维南定理和诺顿定理,
在具有多个独立电源的线性电路中,一条支路中的电 流或电压,等于电路中各个独立电源分别作用时,在该支 路中所产生的电流或电压的代数和。
值得注意的是,叠加原理只适用于电流或电压的计算, 不适用于功率的计算。
二、实验原理
3. 等效电源定理
(1) 戴维南定理:一个线性有源二端网络,可以用一个 理想电压源和一个等效电阻串联构成的电压源等效代 替。等效电压源的源电压为有源二端网络的开路电压; 串联电阻为有源二端网络中所有独立电源作用为零时 的无源二端网络的等效电阻。
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