实验3 线性电路叠加原理和齐次性的验证理论计算.docx

实验三线性电路叠加原理和齐次性的验证理论计算1、当U1单独作用时，用网孔分析法可得:I3=I1+I2U =I R+T R+I R/11 13 31 40=IR+IR+IR,2 5 2 2 3 3'U =I (R + R + R)+TR,111342 3、-0=IiR+L(R+R+R)1 3 2235I3=I1+I2L=8.642mA】2=-2.397mA> OI3=6.245mAU= -I R =2.397V，Ue= -TR =0.791V，U =T R =3.184V，U =I R =4.407V，U a=T R =4.407VAB 2 2CD 2 5AD 3 3DE 1 4FA 1 12、当 U2 单独作用时，方法与 “1” 相同，求得：I=-1.98mA，I2= 3.593mA，I3=2.395mAU= -T R = -3.593V，U= -TR = -1.186V，U=TR=1.221V，U=IR=-0.611V，U A=I R =-0.611VAB 2 2CD 2 5AD 3 3DE 1 4FA 1 13、当 U1、U2 共同作用时，方法与 “1” 相同，求得：I1= 7.44mA，I2=1.198mA，I3=8.642mAU= -I R =1.198V，Ue= -I R = -0.395V，U =T R =4.407V，U =I R =3.796V，U A=I R =3.796VAB 2 2CD 2 5AD 3 3DE 1 4FA 1 14、当 2U2 单独作用时，方法与 “1” 相同，求得：I=-2395mA, I2= 7.184mA, I3=4.791mAU= -I R =-7.985V, Ue= -TR = -2.371V, U =T R =2.443V, U =I R =-1.222V, U a=T R =-1.222VAB 2 2CD 2 5AD 3 3DE 1 4FA 1 15、当R5换为二极管时，计算较复杂，可以根据二极管的类型假设其正向导通电压Ud，如1N4007 为0.7V，按照上述方法，如果UCD大于UD，则UCD恒等于0.7V，可以求得各个电流和电压值，否 则I2支路截止，I2就为0。1、表21的测量测量项目 实验内容U1(V)U2(V)I1 (mA)I2 (mA)I3 (mA)UAB(V)UCD (V)Uad (V)Ude(V)UFA(V)U1单独作用1208.6-2.46.22.40.803.24.44.4U2单独作用06-1.23.62.4-3.6-1.21.25-0.62-0.62U1U2共同作用1267.421.228.63-1.18-0.394.53.773.772U2单独作用012-2.47.24.8-7.2-2.372.48-1.25-1.252、表2-2的测量测量项目 实验内容U1(V)U2(V)I1 (mA)I2 (mA)I3 (mA)UAB(V)UCD (V)UAD (V)UDE(V)UFA(V)U1单独作用1208.67-2.526.132.560.623.184.44.4U2单独作用060000-6.04000U1U2共同作用1267.8407.840-1.974.073.983.982U2单独作用0120000-12000五、实验注意事项1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极 性，并应正确判断测得值的+、一号。2. 注意仪表量程的及时更换。六、预习思考题1. 在叠加原理实验中，要令Ul、U2分别单独作用，应如何操作?可否直接将不作用的 电源（Ul或U2）短接置零？答：要令Ul单独作用，应该把K2往左拨，要U2单独作用应该把K1往右拨。不可以直接将不作用的电源（Ul或U2）短接置零，因为电压源内阻很小，如果直接短 接会烧毁电源。2. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立 吗?为什么？答：实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，叠加原理的迭加性与齐次性不成立， 因为叠加原理的迭加性与齐次性只适用于线性电路，二极管是非线性元件，使实验电路为非 线性电路，所以不成立。3 .当Kl（或 K2）拨向短路侧时，如何测Ufa（或UAB）?答：当用指针式电压表时，电压表的红表笔接高电位点，黑表笔接低电位点，如果 Kl（或K2）拨向短路侧，只有U2单独作用，B点比A点电位高，要测量Uab，红表笔接B 点，黑表笔接A点，但要加负号，同样，A点比F点电位高，要测量UFA，红表笔接A点， 黑表笔接F点，也要加负号。对于K2拨向短路侧，原理类似。对于本实验，用的是数字电压表，表笔接法没有讲究，但要注意正、负号。一般红 的接线柱接起点，黑的接线柱接终点，如要测量UFA红的接线柱接F点，黑的接线柱接A 点，直接记录数据，否则需要加负号。七、实验报告1.根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠 加性与齐次性。测量项目 实验内容U1(V)U2(V)I1 (mA)I2 (mA)I3 (mA)UAB (V)Ucd (V)Uad (V)Ude (V)UFA (V)U1单独作用1208.6-2.46.22.40.803.24.44.4U2单独作用06-1.23.62.4-3.6-1.21.25-0.62-0.62U1U2共同作用1267.421.228.63-1.18-0.394.53.773.772U2单独作用012-2.47.24.8-7.2-2.372.48-1.25-1.25从上表可以看出，U1U2共同作用时，其电流和电压是U1和U2单独作用的代数和， 符合线性电路的叠加性；2U2单独作用时，其电流和电压是U2单独作用的2倍，符合线性 电路的齐次性。2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出?试用上述实验数据，进行计算并作 结论。各电阻器所消耗的功率不能用叠加原理计算得出，因为P=PR或U2/R，如R3的功率 P3=3. 通过实验步骤6及分析表格2.2的数据，你能得出什么样的结论？通过实验步骤6及分析表格2.2的数据，可以得出叠加定理只适用于线性电路，在非线 性电路中不成立。