线性电路叠加性和齐次性的研究.doc

. 1 .验证叠加原理; 2 .了解叠加原理的应用场合; 3 .理解线性电路的叠加性和齐次性。二. 原理说明叠加原理指出: 在有几个电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电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。具体方法是:一个电源单独作用时,其它的电源必须去掉(电压源短路,电流源开路) ;在求电流或电压的代数和时, 当电源单独作用时电流或电压的参考方向与共同作用时的参考方向一致时,符号取正,否则取负。在图 9-1 中: 111III ????? 222III ?????? 333III ?????UUU ?????叠加原理反映了线性电路的叠加性,线性电路的齐次性是指当激励信号(如电源作用) 增加或减小K倍时, 电路的响应( 即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值) 也将增加或减小K倍。叠加性和齐次性都只适用于求解线性电路中的电流、电压。对于非线性电路,叠加性和齐次性都不适用。 1. 直流数字电压表、直流数字毫安表( 根据型号的不同, EEL —Ⅰ型为单独的 MEL - 06 组件,其余型号含在主控制屏上) 2 .恒压源( EEL —Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均含在主控制屏上,根据用户的要求,可能有两种配置( 1 )+ 6V( +5V ) ,+ 12V ,0~ 30V 可调或( 2 )双路 0~ 30V 可调。) 3. EEL - 30 组件(含实验电路)或 EEL - 53 组件四. 实验内容实验电路如图 9-2 所示,图中: ????510 431RRR ,??k1 2R ,??330 5R ,电 1I 2I 3I 1R 2R 3R 1 SU 2 SU U 1I ? 2I ? 3I ? 1R 2R 3R 1 SU U ? 1I ?? 2I ?? 3I ?? 1R 2R 3R 2 SU U ??(a〕(c〕(b〕图 9-1 . 源U S1 用恒压源中的+ 12V 输出端,U S2用0 ~+ 30V 可调电压输出端, 并将输出电压调到+ 6V (以直流数字电压表读数为准) ,将开关 S 3 投向 R 5 侧。 S1 电源单独作用(将开关 S 1 投向 U S1 侧,开关 S 2 投向短路侧) ,参考图 9-1(b), 画出电路图,标明各电流、电压的参考方向。用直流数字毫安表接电流插头测量各支路电流:将电流插头的红接线端插入数字毫安表的红(正)接线端, 电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑(负)接线端,测量各支路电流, 按规定: 在结点 A, 电流表读数为‘+’, 表示电流流出结点, 读数为‘-’, 表示电流流入结点,然后根据电路中的电流参考方向,确定各支路电流的正、负号,并将数据记入表 9— 1中。用直流数字电压表测量各电阻元件两端电压: 电压表的红(正) 接线端应插入被测电阻元件电压参考方向的正端, 电压表的黑(负) 接线端插入电阻元件的另一端( 电阻元件电压参考方向与电流参考方向一致) ,测量各电阻元件两端电压,数据记入表 9— 1中。表9—1 实验数据一测量项目实验内容 U S1 (V) U S2 (V) I 1 (mA) I 2 (mA) I 3 (mA) U AB (V) U CD (V) U AD (V) U DE (V) U FA (V) U S1 单独作用 120 U S2 单独作用 06 U S1,U S2 共同作用 126 U S2 单独作用 0 12 S2 电源单独作用(将开关 S 1 投向短路侧,开关 S 2 投向 U S2侧) ,参考图 9-1 (c) ,画出电路图,标明各电流、电压的参考方向。重复步骤 1 的测量并将数据记录记入表格 9— 1中。 S1和U S2 共同作用时( 开关 S 1和S 2 分别投向 U S1和U S2侧), 各电流、电压的参考方向见图 9-2。完成上述电流、电压的测量并将数据记录记入表格 9— 1中。 4 .将 U S2 的数值调至+12V,重复第 2 步的测量,并将数据记录在表 9-1 中。 5 .将开关 S 3 投向二极管VD侧,即电阻 R 5 换成一只二极管1N4007,重复步骤 1~ 4 的测量过程,并将数据记入表 9— 2中。 F 510 ? 510 ?AC 1k?BDE I 1I 2I 3S 1 VD S 3 330 ? 510 ? 2R 4R 5R 3R 2R 1 . 表9—2 实验数据二测量项目实验内容 U S1 (V) U S2 (V) I 1 (mA) I 2 (mA) I 3 (mA) U AB (V) U CD (V) U AD (V) U DE (V) U FA (V) U S1 单独作用 120 U S2