叠加定理的验证.docx

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1、仲恺农业工程学院实习报告用纸机电工程学院（院、系）机械设计制造及其自动化专业 201 班学号 姓名 实习地点实习时间2021年12月13日 至2021年12月13日 教师评定 实验二叠加定理的验证一、实验目的验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理 解。二、原理说明叠加原理指出：在有多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。线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电路的响应 （即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍

2、。三、实验设备序号名称型号与规格备注1直流稳压电源030V可调二路2万用表1自备3直流数字电压表0200V14直流数字毫安表0200mV15迭加原理实验电路板1DGJ -03四、实验内容实验线路与图2-1相同，用DGJ -03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。1 .将两路稳压源的输出分别调节为12V和6M接入U和U2处。2 .令U】电源单独作用（将开关K投向Ui侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字 电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表 2-1 o3 .令U2电源单独作用（将开关Ki投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步 骤2的测量和记录，数据记

3、入表2-1 o4 .令U1和U2共同作用（开关Ki和K2分别投向U1和U2侧）,重复上述的测量和记 录，数据记入表2-1。5,将U2的数值调至+12V,重复上述第3项的测量记录,数据记入表2-1 o 表2-1测量工程 实验内容Ui(V)U?(V)(mA)I?(mA)I3(mA)Uab(V)UCD(V)Uad(V)Ude:(V)Ufa(V)U1单独作用11.808. 50-2. 186. 282. 360. 753. 114. 254.41U2单独作用05. 96-1.083. 462. 36-3.46-1. 131.20-0. 55-0.65U1、1）2共同作用11. 765. 907. 33

4、1.238. 53-1. 19-0. 394. 343. 643. 782U2单独作用011.88-1.956. 874. 90-6. 89-2. 522. 26-1.00-1.526 .将R3 （300Q）换成二极管IN4007（即将开关K3投向极管IN4007侧），重复5 的测量过程,数据记入表2-27任意按下某个故障设置按键，重复实验内容4的测量和记录，再根据测量结果判 断出故障的性质。表2-2测量工程 实验内容Li (V)U?(V)h (mA)12 (mA)1 3(mA)Uab(V)UCD(V)Uad(V)Ude(V)Ufa(V)Ui单独作用11.9008.51-2. 336. 172

5、. 480. 633. 124. 284. 48U2单独作用05. 940000-5. 93000U1U2共同作用11.895. 957. 7707. 760-2. 073. 903. 903.982U2单独作用011.910000-11.91000五、思考题1 .在叠加原理实验中，要令山、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不 作用的电源（U或U2）短接置零？5单独作用时，将开关Ki投向U侧，开关 心投向短路侧；单独作用时，将 开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧。不可以短接置零，短接置零会造成不作 用电源短路，损耗电源的同时还存在平安隐患。2 .实验电路中，假设有一个电阻器改为二极管

6、，试问叠加原理的迭加性与齐次性 还成立吗?为什么？说法一：不成立，因为二极管不是线性元件.不符合叠加原理的的前提条件。说法二：成立。当电流正向流进二极管时，二极管正向导通，叠加原理的迭加性 与齐次性都成立。当电流反向流进二极管时，因为二极管的单向导电性，二极管反向 截止，电流无法流通，无法验证叠加定理的正确性。本人看法：不成立。本人比拟赞同说法一，非线性元件不符合叠加定理的适用条 件。当二极管处于线性工作区时，等效后才符合叠加原理的迭加性与齐次性；其他情 况下，二极管处于非线性状态，不符合叠加原理的的前提条件。因此叠加原理的迭加 性与齐次性不成立。六、分析1 .根据实验数据表格，进行分析、比拟

7、，归纳、总结实验结论，即验证线性电路 的叠加性与齐次性。由测得数据可知，AD两端在Ui、U2单独作用的时候电压值之和是U1U2共同作用 时的电压，证明了线性电路的叠加性；2U2单独作用时电路中的电流和电压约等于U2 单独作用时的两倍，说明在线性电路中，当全部激励（独立电压源、电流源）同时增 大K倍（缩小K倍），其响应（支路电流或电压）也相应的增大（缩小）K倍，证明 了线性电路的齐次性。2 .各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行 计算并作结论。各电阻器所消耗的功率不能用叠加原理计算得出。因为功率公式：如R3的功率为：P = （8.53 x IO-3）2 x 510

8、= 3.72 x 10-2W叠加原理计算的功率：P = （6.28 x 10-3）2 x 510 + （2.36 x 10-3）2 x 510 = 2.30 x 10-2W.pwp各电阻器所消耗的功率不能用叠加原理计算3.通过实验步骤6及分析表格2-2的数据，你能得出什么样的结论？非线性电路不满足叠加定理。七、心得体会本次实验通过每个电源单独作用下的电流和电压特性，和所有电源共同作用下的 电流电压特性，进行分析、比对，验证了叠加定理的叠加性和齐次性。这次实验，我明 白了实验思路的重要性，锻炼了自己的思维逻辑能力。通过切身实践，加深了我对理 论知识的理解，同时也培养了自身的钻研精神，有利于今后对电路原理的思维分析。