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实验三 叠加定理的验证

实验三  叠加定理的验证

实验三
一、实验目的

叠加定理的验证

1.学习用电压表监测调节可调电压源合适电压的方法。 2.学习导线接通的电阻式测量方法。 3.验证叠加定理的正确性,加深对叠加定理的理解和认识。 二、实验器材 1、可调直流稳压电源 3、直流数字电压表 三、实验原理 叠加定理:在线性电路中,当电路里有多个电源共同作用时,某一支路的响 应等于电路中所有独立电源单独作用时在该支路产生响应的代数和。 示例如下图 所示: 2、直流数字毫安表 4、叠加定理试验板

图中:i1=i1/+i1//, 四、实验电路图

u2=u2/+u2//

即叠加原理的表达形式。

图 3-1 验证基尔霍夫定律和叠加定理的原理图 五、实验过程 实验准备:将可调电源中的两路“0~30V 可调输出”直流可调稳压电源的 输出调至最小(调节旋钮轻轻逆时针旋到底) ,并将恒流源的输出粗调旋钮拨到 200mA 档,输出细调旋钮调至最小。将试验台最下方的电源挂箱的总控开关向上 合上。将电源转接箱和其下方的“AC220V 输出”通过所带的插头连接线连接电 源插孔, 并将电源转接箱电源插孔通过红、蓝粗线和可调电源及测量仪表一的电 源插孔相连(L 与 L 用红线连接,N 与 N 用蓝线连接) 。 验证叠加定理的操作过程 实验步骤: (1) 将测量仪表一中的直流电压表并接在可调电源两端,打开电源开关,分 别调节两路可调电源的输出旋钮, 用直流电压表监测使两路可调电源的输出分别 为 E1=6V、E2=12V,然后断开电源开关。 (2)从电路基础试验箱(一)中找到“基尔霍夫定理/叠加原理”图,并将图 中的开关 K1、K2 向内置于短路位置。 (3)再按照实验原理图 3-1 用导线将已调节好输出电压值的两路直流稳压源 E1、E2 分别引到原理图中的 U1、U2 口。 (4)将电流插头插入实验电路板中三条支路电流的 I3 测量插孔中, (插孔中未

插入电流插头时插孔两边的导线连通, 插入电流插头后两边导线只能通过电流插 头的两根出线连通。 )把数字多用表档位选择开关转到“蜂鸣”档位(在 200Ω 和二极管符号中间) ,并将多用表的红表笔插入“A ”插孔中,黑表笔插入

“COM”插孔中。用任一表笔的测量端连接电流插头的两根出线中的任一根接 线端,另一表笔的测量端插到原理图中的 I1、I2、I3 的节点 A 插孔中,如果数 字多用表发出响声,说明电流插头被测出线和节点 A 连接,根据 I3 电流方向可 知应把被测出线和直流毫安表的正极相接,另一出线和直流毫安表的负极相接。 如数字多用表没响声, 说明电流插头被测出线和下面电阻连接,应接直流毫安表 的负极。 另一出线接直流毫安表的正极。直流毫安表用测量仪表一中的直流电流 表。如此判断并正确连接直流电流表和电流插头的两根出线。 (5)根据原理图中的元件参数值估算待测量参数的量纲(在本次实验中,电 流测量值应小于 10mA、电压测量值应小于 12V) ,确定直流数字电压表的量程 为直流 20V 档,直流数字毫安表的量程为直流 20mA 档,将原理图中的开关 K3 拨到上面,使 330Ω 电阻接入电路。 (6)将原理图中的 K1、K2 开关向外置于电源侧,合上电源开关,读出直 流电流表读数 I3,并将测量数据记入表 3—1 中。 (7)令电源 E1 单独作用(将开关 K1 向外联接在电源 E1 侧,开关 K2 向内转接 至短路侧) , 用电压表和毫安表测量 I3 及 UAD 的数值,将测量数据记入表 3-1 中。 (8)令电源 E2 单独作用(将开关 K1 向内接至短路侧,开关 K2 向外联接在电 源 E2 侧) ,用电压表和毫安表测量 I3 及 UAD 的数值,将测量数据记入表 3-1 中。 表 3-1 叠加定理的验证
测量项目 实验类别 E1=6V E1=0V E1=6V E2=0V E2=12V E2=12V I3(mA) UAD(V)

六、注意事项 (1)实验前需要做充分的准备:预习实验内容

(2)在联接电流表测量插头时,应注意测量插头的红、黑接线端应与毫安表 的+、—极(红、黑接线柱)相对应。 (3)在本次实验中,如需电源不作用,应相应转接电源控制开关 S1、S2 至短 路侧,绝不允许将直流稳压电源的输出端直接短路,那样会损坏实验仪器。 (4)在实验连线中、检查实验连线时以及实验结束后拆线时,均应切断实验 台的电源,在断电状态下操作。 (5)实验完毕,拆线时用力不要过猛,以防止拔断导线,最好是轻轻的旋拔。 做完实验后, 收拾好实验设备与器材,经实验指导老师检查并签字后方可离开实 验室。 七、实验预习要求 1、根据图 3-1 的电路参数,计算出待测电流 I3 和 UAD 电压数值,以便实 验测量时,可正确地选定毫安表和电压表的量程。 2、在叠加定理实验中,电源 E1、E2 分别单独作用时,在实验中应如何操 作?可否直接将不作用的电源(E1 或 E2)置零(短接)? 八、实验报告要求 1、画出实验原理图。 2、根据实验中测量得到的数据,用计算的方法验证叠加定理。 3、在有误差时,应做误差分析。


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