实验一、叠加原理和戴维南定理
实验预习：
一、实验目的
1、 牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。

2、 验证戴维南定理。

3、 掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。

二、实验原理 叠加原理：
在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分所产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。

为了验证叠加原理，可就图1-2-1的线路来研究。

当E 1和E 2同时作用时，在某一支路中所产生的电流I ，应为E 1单独作用在该支路中所产生的电流I 和E 2单独作用在该支路中所产生的电流I 之和，即I= I + I 。

实验中可将电流表串接到所研究的支路中分别测得在E 1和E 2单独作用时，及它们共同作用时的电流和电压加以验证。

I +
–
E 1
I +
–
E 1 '+
–
E 2
+
–
E
2
I ''
图1-2-1 叠加原理图
(b)
图1-2-2 戴维南定理图
戴维南定理：
一个有源的二端网络就其外部性能来说，可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势E 等于网络的开路电压U OC ；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）R i 。

图1-2-2的实验电路，现研究其中的一条支路（如R L 支路）。

那么可以把这条支路以外的虚线部分看作是一个有源二端网络，再把这个有源网络变换成等效电动势和内阻R i 串联的等效电路。

三、预习要求与计算仿真
1、本次实验涉及到以下仪器：直流稳压电源、直流电压表、直流毫安表，电流插头、
插座。

关于这些设备的使用说明，详见附录，在正式实验前
应予以预习。

2、根据图1-2-
3、1-2-4中的电路参数，计算出待测量的电流、电压值，记入表中，以便与实验测量的数据比较，并帮助正确选定测量仪表的量程。

3、利用PSPICE仿真软件，根据图1-2-3、1-2-4设计仿真电路，并试运行。

（PSPICE仿真软件的使用方法详见附录）
四、注意事项
1、测量各支路的电流、电压时，应注意仪表的极性以及数据表格中“+、-”号的记录。

2、电源不作用时，不可将稳压源直接短接。

3、用万用表直接测内阻时，网络内的独立电源必须先置零，以免损坏万用表，其次，欧姆表必须经调零后再进行测量。

4、改接线路时，要关掉电源。

五、思考题
1. 叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？
2. 各电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？为什么？试用具体数据分析说明。

3. 在求戴维南等效电路时，作短路实验，测I SC的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？
实验内容：
一、实验线路
实验线路如图1-2-3、1-2-4所示。

A
C
B
D
E
12
I I
L
A
B 图1-2-3叠加原理实验电路图1-2-4戴维南定理实验电路
三、实验步骤
1、叠加原理实验
实验前，先将两路直流稳压电源接入电路，令E1=12V，E2=6V。

按图1-2-3接线，并将开关S1、S2投向短路一侧。

（开关S1和S2分别控制E1、E2两电源的工作状况，当开关投向短侧时说明该电源不作用于电路。

）
1）接通E1=12V电源，S2投短路侧（E1单独作用），测量此时各支路电流，测量结果填入表1-2-1中。

2）接通E2=6V电源，S1投短路侧（E2单独作用），测量此时各支路电流，测量结果填入表1-2-1中。

3）接通E1=12V电源，E2=6V电源（E1和E2共同作用），测量此时各支路电流，测量结果填入表1-2-1中。

2、戴维南定理实验
按图1-2-4接线，将一路直流稳压电源接入电路，令U保持12V。

1）测网络的开路电压U OC 。

将R L断开，用电压表测有源二端网络开路电压U OC ，（A、B两点间电压），即得等效电压源的等效电动势E S。

记入表1-2-2中。

2）测网络的短路电流I SC 。

将R L断开，并将A、B两点间用一根短路导线相连，用电流表测有源二端网络短路电流I SC，（A-mA-B支路的电流），即得等效电流源的等效电流I S 。

记入表1-2-2中。

3）测有源二端网络入端电阻R i。

三种方法测量，结果记入表1-2-2中。

a) 先将电压源及负载R L从电路中断开，并将原电压端所接的两点用一根短路导线
相连。

用万用表测出A、B两点间的电阻R AB（R AB=R i）。

b) 测有源二端网络开路电压U OC和有源二端网络短路电流I SC ，算出入端电阻R i。

（R i= U OC / I SC）
c) 先断开R L ，测网络的开路电压U OC。

再将R L接上，用电压表测负载R L的两
端电压U AB，调节R L，使U AB=（1/2）U OC，则此时R i = R L。

（为什么？）4）A、B间接R L（任意值），测R L两端电压和流过R L上的电流，记入表1-2-3中。

四、表格与数据
I1（mA）I2（mA）I3（mA）测量计算误差测量计算误差测量计算误差U1=12V
U2=6V
U1=12V
U2=6V
表1-2-2
开路电压U OC （V）短路电流
I SC（mA）
等效内阻R i
a)b)c)
测量值计算值
表1-2-3
U RL（V）I RL（mA）
计算值测量值计算值测量值R L =
R L =
五、实验报告
1、完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。

2、根据实验数据验证线性电路的叠加性与齐次性，验证戴维南定理的正确性。

3、说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点，考虑是否有其它测量方法。

4、心得体会及其它。

注：1、如下图所示，实验时可能会出现的类似电路。

F12
图1-2-5 叠加原理实验电路
图1-2-6 戴维南定理实验电路
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