一、實驗目的
1、驗證線性電路中的疊加定理及其適用范圍;
2、驗證替代定理;
3、繼續學習直流電表的測量方法。
二、原理說明
線性電路的疊加定理,是指幾個電源在某線性網絡的任一支路產生的電流或在任意兩點間產生的電壓降,等于這些電源分別單獨作用時,在該部分所產生的電流或電壓降的代數和。如果網絡是非線性的,疊加定理將不再適用。另外不能用疊加定理來計算功率。
替代定理可以敘述如下:給定任意一個線性電阻電路,其中第k條支路的電壓uk和電流ik已知,那么這條支路就可以用一個具有電壓等于uk的獨立電壓源,或者用一個具有電流等于ik的獨立電流源,或者用一個阻值為 的電阻來替代,替代后電路中全部電壓和定流均保持原值。定理中所提到的第k條支路可以是無源的,也可以是含源的,但是一般不應含有受控源或該支路的電壓或電流為其它支路中受控量的控制量。
三、實驗任務
圖6.5.1
1、實驗線路如圖6.5.1所示,其中,R1、R3、R4的標稱值均為510Ω/4W,R2的標稱值為1kΩ/4W,V1為穩壓二極管,標稱值為5V/1W。在A、B端接入10V電壓源US后,K斷開,測量各點電壓和各支路電流,記錄測量數據,表格自擬。
2、將A、B端短路,并使K接通,再測量各點電壓和各支路電流,記錄測量數據,表格自擬。
3、將電壓源US和電流源IS同時接通,再重復以上測量,記錄數據,表格自擬。
4、驗證替代定理:
將AD支路的穩壓二極管去掉,換成線性電阻R(大小應等于任務3中US和IS共同作用時測得的UAD/IAD),重復測量各點電壓和各支路電流,記錄測量數據,表格自擬,并與替代前的數據進行比較
5、驗證疊加原理:
用上述替代后的線性電路,重復測量US、IS分別單獨作用及它們共同作用時,電路各點的電壓和各支路電流,驗證是否符合疊加原理,記錄測量數據,表格自擬。
四、實驗儀器設備
1、數字萬用表
2、電工綜合實驗臺
3、DG07多功能網絡實驗組件
五、預習思考及注意事項
1、如果將與電流源IS串接的510Ω電阻換成其他阻值,將對電路中各支路的電流有何影響?
2、在進行疊加定理的實驗時,對不作用的電壓源和電流源應如何處理?如果它們有內電阻或內電導,又應如何處理?
六、實驗報告要求
1、根據實驗任務和要求,完成實驗;
2、設法驗證電阻消耗的功率是否也具有疊加性;
3、 給出疊加定理、替代定理的有關結論;
4、設計一個包含受控源的電路(利用實驗4中的受控源元件),并擬出實驗步驟,驗證疊加定理和替代定理。
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