實驗一疊加原理的驗證
一、實驗目的
驗證線性電路疊加原理的正確性，加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解。
二、原理說明
疊加原理指出：在有多個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每乙個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每乙個獨立源單獨作用時在該元件上所產生的電流或電壓的代數和。
線性電路的齊次性是指當激勵訊號（某獨立源的值）增加或減小k 倍時，電路的響應（即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小k倍。
三、實驗裝置
四、實驗內容
實驗線路如圖7-1所示，用dg05掛箱的「基爾夫定律/疊加原理」線路。
圖 7-1
1. 將兩路穩壓源的輸出分別調節為12v和6v，接入u1和u2處。
2. 令u1電源單獨作用（將開關k1投向u1側，開關k2投向短路側）。用直流數字電壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，資料記入表7-1。
表 7-1
3. 令u2電源單獨作用（將開關k1投向短路側，開關k2投向u2側），重複實驗步驟2的測量和記錄，資料記入表7-1。
4. 令u1和u2共同作用（開關k1和k2分別投向u1和u2側）， 重複上述的測量和記錄，資料記入表7-1。
5. 將u2的數值調至＋12v，重複上述第3項的測量並記錄，資料記入表7-1。
6. 將r5（330ω）換成二極體 1n4007（即將開關k3投向二極體in4007側），重複1～5的測量過程，資料記入表7-2。
7. 任意按下某個故障設定按鍵，重複實驗內容4的測量和記錄，再根據測量結果判斷出故障的性質。
表 7-2
五、實驗注意事項
1. 用電流插頭測量各支路電流時，或者用電壓表測量電壓降時，應注意儀表的極性，正確判斷測得值的＋、－號後，記入資料**。
2. 注意儀表量程的及時更換。
六、預習思考題
1. 在疊加原理實驗中，要令u1、u2分別單獨作用，應如何操作？可否直接將不作用的電源（u1或u2）短接置零？
2. 實驗電路中，若有乙個電阻器改為二極體， 試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什麼？
七、實驗報告
1. 根據實驗資料**，進行分析、比較，歸納、總結實驗結論，即驗證線性電路的疊加性與齊次性。
2. 各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？ 試用上述實驗資料，進行計算並作結論。
3. 通過實驗步驟6及分析**7-2的資料，你能得出什麼樣的結論？
4. 心得體會及其他。
實驗三戴維南定理和諾頓定理的驗證
──有源二端網路等效引數的測定
一、實驗目的
1. 驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對該定理的理解。
2. 掌握測量有源二端網路等效引數的一般方法。
二、原理說明
1. 任何乙個線性含源網路，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其餘部分看作是乙個有源二端網路（或稱為含源一埠網路）。
戴維南定理指出：任何乙個線性有源網路，總可以用乙個電壓源與乙個電阻的串聯來等效代替，此電壓源的電動勢us等於這個有源二端網路的開路電壓uoc， 其等效內阻r0等於該網路中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路）時的等效電阻。
諾頓定理指出：任何乙個線性有源網路，總可以用乙個電流源與乙個電阻的併聯組合來等效代替，此電流源的電流is等於這個有源二端網路的短路電流isc，其等效內阻r0定義同戴維南定理。
uoc（us）和r0或者isc（is）和r0稱為有源二端網路的等效引數。
2. 有源二端網路等效引數的測量方法
(1) 開路電壓、短路電流法測r0
在有源二端網路輸出端開路時，用電壓表直接測
其輸出端的開路電壓uoc，然後再將其輸出端短路，
用電流錶測其短路電流isc，則等效內阻為
uocr0＝ ──
isc如果二端網路的內阻很小，若將其輸出埠短路圖9-1
則易損壞其內部元件，因此不宜用此法。
(2) 伏安法測r0
用電壓表、電流錶測出有源二端網
絡的外特性曲線，如圖9-1所示。 根據
外特性曲線求出斜率tgφ，則內阻
u uoc
r0＝tg
i isc
也可以先測量開路電壓uoc圖9-2
再測量電流為額定值in時的輸出
uoc－un
端電壓值un，則內阻為 r0＝──── 。
in (3) 半電壓法測r0
如圖9-2所示，當負載電壓為被測網路開
路電壓的一半時，負載電阻（由電阻箱的讀數
確定）即為被測有源二端網路的等效內阻值。
(4) 零示法測uoc圖9-3
在測量具有高內阻有源二端網路的開路電壓時，用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為了消除電壓表內阻的影響，往往採用零示測量法，如圖9-3所示.。
零示法測量原理是用一低內阻的穩壓電源與被測有源二端網路進行比較，當穩壓電源的輸出電壓與有源二端網路的開路電壓相等時，電壓表的讀數將為「0」。然後將電路斷開，測量此時穩壓電源的輸出電壓， 即為被測有源二端網路的開路電壓。
三、實驗裝置
四、實驗內容
被測有源二端網路如圖9-4(a)。
a圖9-4b)
1. 用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效
電路的uoc、r0和諾頓等效電路的isc、r0。按
圖9-4(a)接入穩壓電源us=12v和恆流源is=10ma，
不接入rl。測出uoc和isc,並計算出r0。（測uoc
時，不接入ma表。）
2. 負載實驗
按圖9-4(a)接入rl。改變rl阻值，測量有源二端網路的外特性曲線。
3. 驗證戴維南定理：從電阻箱上取得按步驟「1」所得的等效電阻r0之值， 然後令其與直流穩壓電源（調到步驟「1」時所測得的開路電壓uoc之值）相串聯，如圖9-4(b)所示，仿照步驟「2」測其外特性，對戴氏定理進行驗證。
4. 驗證諾頓定理：從電阻箱上取得按步驟「1」所得的等效電阻r0之值， 然後令其與直流恆流源（調到步驟「1」時所測得的短路電流isc之值）相併聯，如圖9-5所示，仿照步驟「2」測其外特性，對諾頓定理進行驗證。
5. 有源二端網路等效電阻（又稱入端電阻）的直接測量法。見圖9-4（a）。
將被測有源網路內的所有獨立源置零（去掉電流源is和電壓源us，並在原電壓源所接的兩點用一根短路導線相連），然後用伏安法或者直接用萬用表的歐姆檔去測定負載rl開路時a、b兩點間的電阻，此即為被測網路的等效內阻r0，或稱網路的入端電阻ri 。
6. 用半電壓法和零示法測量被測網路的等效內阻r0及其開路電壓uoc。線路及資料**自擬。
五、實驗注意事項
1. 測量時應注意電流錶量程的更換。
2. 步驟「5」中，電壓源置零時不可將
穩壓源短接。
3. 用萬錶直接測r0時，網路內的獨立
源必須先置零，以免損壞萬用表。其次，歐
姆檔必須經調零後再進行測量圖9-5
4. 用零示法測量uoc時，應先將穩壓電源的輸出調至接近於uoc，再按圖9-3測量。
5. 改接線路時，要關掉電源。
六、預習思考題
1. 在求戴維南或諾頓等效電路時，作短路試驗，測isc的條件是什麼？在本實驗中可否直接作負載短路實驗？
請實驗前對線路9-4(a)預先作好計算，以便調整實驗線路及測量時可準確地選取電表的量程。
2. 說明測有源二端網路開路電壓及等效內阻的幾種方法， 並比較其優缺點。
七、實驗報告
1. 根據步驟2、3、4，分別繪出曲線，驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性， 並分析產生誤差的原因。
2. 根據步驟1、5、6的幾種方法測得的uoc與r0與預習時電路計算的結果作比較，你能得出什麼結論。
3. 歸納、總結實驗結果。
4. 心得體會及其他。
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