電路分析實驗箱--疊加定理的驗證

一、實驗目的
1、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。
2、學習復雜電路的連接方法
 
二、實驗原理
如果把獨立電源稱為激勵，由它引起的支路電壓、電流稱為響應，則疊加原理可以簡述為：在有多個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每一個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是每一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。
在含有受控源的線性電路中，疊加定理也是適用的。但疊加定理不適用于功率計算，因為在線性網絡中，功率是電壓或者電流的二次函數。
線性電路的齊次性是指當激勵信號（某獨立源的值）增加或減少K倍時，電路的響應（即在電路其他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、實驗設備

序號	名稱	型號與規格	數量	備注
1	可調直流穩壓電源	0～12V	1
2	直流穩壓電源	6V 、 12V切換
3	萬用表		1
4	直流數字毫安表		1
5	直流數字電壓表		1

四、實驗內容
實驗線路如圖4-1所示。

圖4-1 疊加原理驗證
1、將兩路穩壓源的輸出分別調節為12V和6V，接到U1和U2處。
2、令U1電源單獨作用（將開關K1投向U1,開關K2投向短路側）。用直流數字電壓表和毫安表分別測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數據記入表4-1。
表4-1

測量項目 實驗內容	U1 (V)	U2 (V)	I1 (mA)	I2 (mA)	I3 (mA)	UAB (V)	UCD (V)	UAD (V)	UDE (V)	UEA (V)
U1  單獨作   用
U2  單獨作   用
U1、U2共同作用

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），重復實驗步驟2的測量并記錄，數據記入表4-1。
4、令U1和U2共同作用（開關K1和開關K2分別投向U1和U2側），重復上述測量，重復實驗步驟2的測量并記錄，數據記入表4-1。
5、將U2的數值調至+12V，重復上述第3項的測量并記錄，數據記入表4-1。
※6、將R4換成二極管IN4007，開關K3打向二極管IN4007側，重復步驟1～5。數據記入表4-2。
表4-2

測量項目實驗內容	U1 ( V )	U2 (V)	I1 (mA)	I2 (mA)	I3 (mA)	UAB (V)	UCD (V)	UAD (V)	UDE (V)	UEA (V)
U1 單獨 作  用
U2單獨 作  用
U1、U2 共同作用

五、實驗注意事項
1、用電流表測量各支路電流時，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＋、－號后，記入數據表格。
2、注意儀表量程的及時更換。
 
六、預習思考題
1、可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？
2、實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管，試問疊加原理的疊加性與齊次性還成立嗎？為什么？
 
七、實驗報告
1、根據實驗數據表格，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？試用上述實驗數據，進行計算并作結論。
3、通過實驗步驟6及分析表格4-2的數據，你能得出什么樣的結論？