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实验3叠加原理与互易定理的验证2011

实验3叠加原理与互易定理的验证2011

实验三
一、实验目的

叠加原理与互易定理的验证

1.通过实验验证叠加原理。 2.了解叠加原理的实用条件。 3.理解线性电路的叠加性。 4.通过实验验证互易定理。

二、实验原理 实验原理
1.叠加原理:在线性电路中,任一支路的电流或电压都是电路中每一个独立源 单独作用时,在该支路所产生的电流或电压的代数和。

I = I ′ + I ′′ U = U ′ + U ′′
2.互易定理:在线性电路中,电路中只有一个电势作用的条件下,当此电势在支路 A 中作用时,在另一支路 B 中所产生的电流等于将此电势移到支路 B 时,在支路 A 中所 产生的电流。当支路 B 的电势方向与原来的电流方向相同时,则在支路 A 中的电流必与 原来的电势方向相同。

三、实验设备
1.直流电压表、直流电流表各 1 块; 2.直流稳压电源(双路 0~30V 可调)1 台; 3.EEL-53 单元板 1 块。 4.低压导线若干。

四.实验内容
实验电路如图 3 所示,图中: R1 = R3 = R4 = 510? , R2 = 1k? , R5 = 330? ,图中 的电源 US1 用恒压源 I 路 0~+30V 可调电压输出端, 并将输出电压调到+12V, S2 用恒 U 压源 II 路 0~+30V 可调电压输出端,并将输出电压调到+6V(以直流数字电压表读数 为准) 。开关 S3 拨向上边。 1.US1 电源单独作用(将开关 S1 拨向上边,开关 S2 投向下边短路侧) 电流的参考方向如图 3 所示,用直流数字毫安表接电流插头测量各支路电流:将电
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流插头的红接线端插入数字电流表的红(正)接线端,电流插头的黑接线端插入数字电 流表的黑(负)接线端,测量各支路电流,按规定:在结点 A,电流表读数为‘+’,表示 电流流入结点,读数为‘-’,表示电流流出结点,然后根据电路中的电流参考方向,确定 各支路电流的正、负号,并将数据记入表 3—1 中。 用直流数字电压表测量各电阻元件两端电压:电压表的红(正)接线端应插入被测电 阻元件电压参考方向的正端,电压表的黑(负)接线端插入电阻元件的另一端(电阻元件 电压参考方向与电流参考方向一致) ,测量各电阻元件两端电压,数据记入表 3—1 中。 表 3—1?实验数据一 测量项目 实验条件 US1 单独作用 US2 单独作用 US1, US2 共同作用 US1 (V) 12 0 12 US2 (V) 0 6 6 I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) UAB (V) UCD (V) UAD (V) UDE (V) UFA (V)

2.US2 电源单独作用(将开关 S1 拨向下边,开关 S2 向上边) 重复步骤 1 的测量并将数据记录记入表格 3—1 中。? 3.US1 和 US2 共同作用时(开关 S1 和 S2 都拨向上边) 完成上述电流、电压的测量并将数据记录记入表格 3—1 中。? 4.将开关 S3 拨向下边(二极管 VD 侧) ,即电阻 R3 换成一只二极管 1N4007,重复 步骤 1~3 的测量过程,并将数据记入表 3—2 中。 表 3—2 实验数据二 测量项目 实验条件 US1 单独作用 US2 单独作用 US1, US2 共同作用 5.验证互易定理 ⑴ 先调节恒压源一路的输出电压为 20V,然后接到 US1 上,开关 S1 和 S3 拨向上边, 开关 S2 拨向下边(短路侧) ,用直流电流表测量 I2 的值,填入表 3—3 中;将 20V 的电压 加在 US2 上,开关 S2 和 S3 拨向上边,开关 S1 拨向下边(短路侧) ,用直流电流表测量 I1 的值,填入表 3—3 中。 表 3—3 互易定理的验证 测量项目 I2(mA) 实验条件 US = 20V US = 30V ⑵ 先调节恒压源一路的输出电压为 30V,重复步骤⑴的测量,将测量的数据记入表 3—3 中。 I1( mA) US1 (V) 12 0 12 US2 (V) 0 6 6 I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) UAB (V) UCD (V) UAD (V) UDE (V) UFA (V)

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五、实验注意事项
1.用电流插头测量各支路电流时,应注意仪表的极性,及数据表格中“+、-”号的 记录。 2.注意仪表量程的及时更换。 3.电压源单独作用时,去掉另一个电源,只能在实验板上用开关 S1 或 S2 操作,而 不能直接将电压源短路。

六、实验报告要求
1.根据表 3-1 实验数据一,验证叠加原理。? 2.根据表 3-3 实验数据,验证互易定理。 3.思考题:叠加原理的使用条件是什么?

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