叠加原理及戴维南定理的验证

实验二叠加定理及戴维南定理的验证

一、实验目的

1. 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对其使用范围的理解； 2. 通过实验加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解； 3. 验证戴维南定理的正确性；

二、实验原理

叠加定理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。如果网络是非线性的，叠加原理将不适用。

任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络。戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势E S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ，其等效内阻R O 等于该网络中所有独立源均置于零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。U OC 和R O 分别称为有源二端网络的开路电压和等效电阻。

三、实验组件

多功能实验网络；直流电压表；直流电流表；可调直流稳压源；可调直流电流源；可调电阻。

四、实验步骤

1、验证线性电路的叠加原理：

1按图1电路图连接好电路后，请教师检查电路； ○

2开路I s ，合上E 后测各支路的电压、电流； ○

3短接E ，测量I s 单独作用时，各支路的电压、电流；○ 4测量E 、I s 同时作用时各支路电压、电流； ○

5根据记录的数据，验证电流、电压叠加原理。 ○

2、戴维南定理验证：（1）测量含源单口网络：

1按图2电路图连接好电路后，请教师检查电路； ○

2设定I s =15mA、E s =10V； ○

3调节精密可调电阻，测定AB 支路从开路状态（R=○

∞，此时测出的U AB 为A 、B 开路电压U OC ）变化到短路状态（R=0,此时测出的电流即为A 、B 端短路时

图2

的短路电流I S ）的U AB 、I AB 。（2）计算无源单口网络的等效电阻

R O =

3) 验证戴维南定理

U OC

I S

1调节一精密可调电阻R AB 等于R O ，然后将可调稳压源的输出电压 ○

调至等于有源单口网络的开路电压U OC 与R AB 串联组成等效电压源（如图3所示），负载电阻R 用另一精密可调电阻上的可变电阻。

2改变负载电阻R 的值（与表3中R 值一一对应，便于比较）○，重复测出U AB 、I R 记入表4，

并与步骤1中所测得的值比较，验证戴维南定理。五、实验数据及计算分析

表1. 验证叠加原理（E

表2. 有源单口网络的外特性U AB =f(IR )

表3. 等效电压源的外特性U

六、注意事项

1、稳流源不应开路，否则它两端正电压会很高。为安全起见，断开I s 前，先用一短线将I s 短接，然后断开I s ；

2、稳压源不应短路，否则电流会很大。