课9 实验二 叠加原理、戴维南定理验证(2011-10-24)

工作报告-叠加原理和戴维南定理实验报告工作报告-叠加原理和戴维南定理实验报告一、实验目的1.学习和掌握叠加原理和戴维南定理的基本概念和原理。

2.通过实验，深入理解叠加原理和戴维南定理的实际应用。

3.提高实验技能和动手能力，掌握基本的电路分析和设计方法。

二、实验原理1.叠加原理：在线性电路中，多个电源共同作用时，各电源单独作用产生的电压（或电流）之和等于它们共同作用时产生的电压（或电流）。

2.戴维南定理：任何一个有源二端网络，都可以等效为一个电源电动势E和内阻R串联的形式。

其中，电动势E等于开路电压，内阻R等于网络中所有电源为零时，从两端看向网络的等效电阻。

三、实验步骤1.准备实验器材：电源、电阻器、电压表、电流表、电键、导线等。

2.搭建实验电路：根据叠加原理和戴维南定理的原理，搭建相应的电路。

3.进行实验测量：首先，分别测量各电源单独作用时的电压（或电流）；然后，同时作用时测量总的电压（或电流）。

4.分析实验数据：根据测量数据，验证叠加原理的正确性，并根据戴维南定理计算等效电动势和内阻。

5.讨论实验结果：对实验结果进行分析和讨论，评估误差和实验条件的影响。

四、实验结果及分析1.数据记录：2.结果分析：通过实验测量，我们发现总电压（15V）等于三个电源电压之和（10V + 5V + 8V = 23V），总电流（4.5A）也等于三个电源电流之和（2A + 1A +1.5A = 4.5A），验证了叠加原理的正确性。

同时，根据戴维南定理，等效电动势E等于开路电压（15V），等效内阻R等于网络中所有电源为零时，从两端看向网络的等效电阻。

在这个实验中，由于只有一个电阻器，所以等效内阻R等于该电阻器的阻值。

五、结论总结通过本次实验，我们验证了叠加原理和戴维南定理的正确性，并掌握了它们的实际应用。

实验结果表明，在线性电路中，多个电源共同作用时，各电源单独作用产生的电压（或电流）之和等于它们共同作用时产生的电压（或电流），这为分析和设计电路提供了重要的理论依据。

叠加定理和戴维南定理实验报告实验报告：叠加定理和戴维南定理
引言：
在本次实验中, 我们将介绍和应用叠加定理和戴维南定理两个电路原理的实验过程、结果和分析。

材料和方法:
我们使用了电流计，电压计和万用表等电学实验工具，以及运用不同的电路仿真软件如Multisim、Simetrix等，并采取多种电路组合，对系统进行测试。

结果和分析：
通过本次实验，我们可以看出叠加定理是一种简单但有效的方法，在测量复杂电路时能够快速轻松地计算出每个单独的电流和电压。

另一方面，戴维南定理可以使我们更有效地使用材料和设备，以及识别更重要的电路部分。

结论：
总的来说，本次实验是成功的。

通过应用叠加定理和戴维南定理，我们得出了精确的电路参数，测试结果符合预期，证明了这两个电路原理在电路设计中的重要性和实用性。

未来展望：
本次实验对我们进一步深入研究电路设计和电路优化提供了很好的基础。

我们还可以在此基础上，尝试更复杂的电路设计和实验，进一步加强我们的实践能力。

叠加定理和戴维南定理实验报告一、实验目的1、深入理解叠加定理和戴维南定理的基本概念和原理。

2、通过实验操作，掌握运用叠加定理和戴维南定理分析电路的方法。

3、培养实验操作技能和数据处理能力，提高对电路理论的实际应用能力。

二、实验原理1、叠加定理叠加定理指出：在线性电路中，多个电源共同作用时，在任一支路中产生的电流（或电压）等于各个电源单独作用时在该支路产生的电流（或电压）的代数和。

在使用叠加定理时，需要分别考虑每个电源单独作用的情况。

当一个电源单独作用时，其他电源应视为零值，即电压源短路，电流源开路。

然后将各个电源单独作用时在该支路产生的电流（或电压）进行代数相加，得到最终的结果。

2、戴维南定理戴维南定理表明：任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，可以用一个电压源和一个电阻的串联组合来等效替代。

其中，电压源的电压等于有源二端网络的开路电压，电阻等于有源二端网络内所有独立电源置零后所得到的无源二端网络的等效电阻。

三、实验设备1、直流稳压电源（多组输出）2、直流电流表3、直流电压表4、电阻箱5、实验电路板6、连接导线若干四、实验内容与步骤1、叠加定理实验（1）按照图 1 所示连接电路，其中 E1 ＝ 10V，E2 ＝ 5V，R1 ＝10Ω，R2 ＝20Ω，R3 ＝30Ω。

（2）测量 E1 单独作用时，各支路的电流和电压。

将 E2 短路，接通 E1，记录电流表和电压表的读数。

（3）测量 E2 单独作用时，各支路的电流和电压。

将 E1 短路，接通 E2，记录电流表和电压表的读数。

（4）测量 E1 和 E2 共同作用时，各支路的电流和电压。

同时接通E1 和 E2，记录电流表和电压表的读数。

（5）将测量结果填入表 1，验证叠加定理。

表 1 叠加定理实验数据｜电源作用情况｜ I1（mA）｜ I2（mA）｜ I3（mA）｜ Uab （V）｜｜｜｜｜｜｜｜ E1 单独作用｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜｜ E2 单独作用｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜｜ E1、E2 共同作用｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜｜叠加结果｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜＿___ ｜2、戴维南定理实验（1）按照图 2 所示连接电路，其中有源二端网络由电阻 R1 ＝50Ω，R2 ＝100Ω，电压源 E ＝ 20V 组成。

叠加定理和戴维南定理实验报告在物理学中，叠加定理和戴维南定理是两个非常重要的概念，它们在解决复杂物理问题时起着至关重要的作用。

本实验旨在通过具体的实验操作，验证叠加定理和戴维南定理，并对其原理进行深入的探究和分析。

实验一，验证叠加定理。

首先，我们将在实验室中准备好一个平行板电容器，然后分别将两块不同电介质板插入电容器中。

接下来，我们将连接电源，使电容器充电，然后使用电场强度计测量不同电介质板间的电场强度。

通过实验数据的记录和分析，我们可以验证叠加定理在电场叠加方面的准确性。

实验二，验证戴维南定理。

在这个实验中，我们将使用弹簧振子系统来验证戴维南定理。

首先，我们将测量单个弹簧振子的振动周期和频率，然后将两个弹簧振子连接在一起，再次测量其振动周期和频率。

通过对比实验数据，我们可以验证戴维南定理在多个振动系统叠加时的准确性。

实验结果分析：通过以上两个实验的操作和数据分析，我们得出了以下结论，叠加定理和戴维南定理在实验中得到了有效验证。

叠加定理表明，对于线性介质，所受外电场的合成效应等于各个电场单独作用时的效应之和；戴维南定理则表明，多个振动系统叠加时，每个振动系统的振幅和相位都可以分别求出，然后再将它们进行矢量叠加。

结论：通过本次实验，我们验证了叠加定理和戴维南定理的准确性，这两个定理在物理学中有着广泛的应用。

它们为我们解决复杂的物理问题提供了重要的理论基础，对于深入理解电场、振动系统等物理现象具有重要意义。

总结：叠加定理和戴维南定理是物理学中的重要概念，通过本次实验，我们对这两个定理有了更深入的理解。

这些理论知识的实际应用，不仅帮助我们解决了具体的物理问题，也为我们打开了更广阔的物理世界。

通过不断的实验探究和理论学习，我们可以更好地理解和应用这些重要的物理定律。

实验二 叠加定理和戴维南定理的验证一、实验目的1、通过实验加深对叠加定理与戴维南定理内容的理解。

2、学习线性有源二端网络等效参数的测量方法，加深对“等效”概念的理解。

3、进一步加深对参考方向概念的理解。

二、实验器材与设备 1、电工实验台2、电路原理实验箱或相关实验器件3、数字万用表 一块4、导线若干三、实验原理及实验步骤 1、叠加定理的实验 （1）实验电路原理图（2）实验原理：叠加定理的内容：对任一线性电路而言，任一支路的电流或电压，都可以看作是电路中各个电源单独作用下，在该支路产生的电流或电压的代数和。

叠加定理是分析线性电路的非常有用的网络定理，叠加定理反映了线性电路的一个重要规律：叠加性。

要深入理解定理的涵意，适用范围，灵活掌握叠加定理分析复杂线性电路的方法，通过实验可进一步加深对它的理解。

（3）实验步骤：①调节实验电路中的两个直流电源，分别让U S1=12V 和U S2=6V ； ②当U S1单独作用时，U S2短接，但保留其支路电阻R 2；③测量U S1单独作用下各支路电流I 1'、I 2'和I 3'，支路端电压U ab '，记录在自制的表格中； ④再让U S1短接，保留其支路电阻R 1。

测量U S2单独作用下各支路电流I 1"、I 2"和I 3"，支路端电压U ab "，记录在自制的表格中；⑤测量两个电源共同作用下的各支路电流I 1、I 2和I 3，结点电压U ab ，记录在自制的表S2I 2叠加定理验证实验电路格中；⑥验证叠加定理的正确性。

2、戴维南定理的实验 （1）实验原理电路（2）实验原理：戴维南定理的内容：对任意一个有源二端网络而言，都可以用一个理想电压源U S '和一个电阻R 0'的戴维南支路来等效代替。

等效代替的条件是：原有源二端网络的开路电压U OC 等于戴维南支路的理想电压源U S '；原有源二端网络除源后（让网络内所有的电压源短路处理，保留支路上电阻不动；所有电流源开路）成为无源二端网络后的入端电阻R 0等于戴维南支路的电阻R 0'。

叠加原理和戴维南定理实验报告叠加原理实验报告叠加原理是指使用多个简单、可控的脉冲来叠加构成复杂的电磁波，是现代电波形成的基本原理。

戴维南定理是叠加原理的重要推广，它指出叠加的幅度和相位的变化，随着参加叠加的信号数量的增加而发生变化，有助于理解不同波形的特性。

本次实验的目的是实验戴维南定理，使用电脉冲发生器的石英晶体管组成电路，电路中石英晶体管可以发出正弦波，当多个正弦波同时存在，便会构成叠加效应，由此得出相应波形，并观察相应的结果。

实验方法：本次实验主要采用计算机仿真程序，采用Matlab软件来进行仿真，用以研究叠加原理，并进行戴维南定理实验。

具体步骤如下：(1) 打开Matlab软件，点击“新建仿真”，点击左侧的“电脉冲发生器”，在此画布中设置正弦波的数量和相位。

(2) 设置正弦波的数量和相位后，单击“计算”按钮，得到结果，此时可以观察到叠加效果，得出叠加波形。

(3) 按照上述步骤，繁殖不同数量和相位的正弦波，得出叠加波形，实现叠加原理。

实验结果：参考图1：2个正弦波叠加的结果根据实验程序的结果可以看出，在模拟叠加2个正弦波的情况下，两个正弦波的峰值都保持不变，而叠加完之后的电子运动呈现出抖动的形状，而且两个正弦波的位相也在叠加之中发生变化，表明电子运动波形出现了变化。

这些变化正好符合戴维南定理所描述的规律，表明叠加原理在此实验中发挥了作用。

结论：从本实验结果可以看出，通过Matlab仿真，当两个正弦波的数量和相位发生变化时，叠加波形会发生相应的变化，这符合戴维南定理。

另外，我们也可以用这种方法来模拟一些复杂的电磁波形，以便更深入地了解电磁波形，以及在无线电通信技术中的应用。

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S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SI OCO U R =3)验证戴维南定理○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。

SCOC I U R =0SCOCI U I U tg R =∆∆==φ0NNOC I U U R -=0实验三 叠加原理和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，从而对线性电路叠加性和齐次性的认识和理解；2、掌握测量有源二端网络等效参数的方法，验证戴维南定理的正确性。

二、原理说明：1、线性电路的齐次性是指当激励信号（某激励电源值）增加或减小K 倍时，电路的响应（电路中电阻元件电压或某支路电流）也将增加或减小K 倍。

2、有源二端网络等效参数的测量方法： （1） 开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测量其输出端的开路电压U OC ，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流I SC ，则内阻为：（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3―1所示，根据外特性曲线求出斜率tg Φ，则内阻用伏安法主要是测量开路电压及电流为额定值I N 时的输出电压U N ，则内阻为：注：若二端网络的内阻很低时，则不宜测其短路电流。

（3）半电压法如图3―2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻即为被测有源二端网络的等效内阻。

（4）零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成叫大误差，为消除电压表内阻影响，往往采用零示测量法，如图3―3所示，当电压表读数为零时，稳压电源输出电压即为二端网络的开路电压。

三、实验设备：1、直流稳压电源一台2、直流电压表一只、直流电流表一只、万用表一只3、电阻三只4、电流插座板一块、电流插头一个四、预习要求：1、复习叠加原理和戴维南定理内容；2、根据实验参数预选仪表量程。

五、注意事项：1、改接线路时，必须关掉电源；2、注意仪表量程的及时更换；3、滑动变阻器均用固定阻值。

六、实验步骤：1、验证叠加原理（1）按图3―4接线，接通已调好的直流电源上，图中：E1=20V，E2=15V；（2）令E1电源单独作用，测量各支路电流与各段电压，填入表3―1中；（3）令E2电源单独作用，再次测量各支路电流与各段电压，填入表3―1中；（4）令E1、E2共同作用，测量各支路电流与各段电压，填入表3―1中。

一、实验项目名称：叠加原理和戴维宁定理的验证二、实验目的●通过实验验证叠加原理和戴维南定理，以加深对它们的理解。

●掌握基本直流电量的测量方法及相关仪器的使用方法。

●掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

三、实验内容利用实验的方法测量出电路的相关实验数据，并用实验数据或根据实验数据计算得到的结果，来验证叠加原理和戴维南定理。

四、实验原理叠加原理：在线性电路中，当有两个或两个以上电源作用时，任何一支路的电流或电压，等于各个电源单独作用时在该支路中产生的电流或电压的代数和。

戴维宁定理：任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，都可以用一个电压源来代替，该电压源的电动势E等于二端网络的开路电压，其内阻R0等于将有源二端网络转换成无源二端网络后（将有源二端网络中的恒压源短路，恒流源开路)，网络两端的等效电阻。

五、实验电路图六、使用仪器设备1.实验用仪器设备(1）双路直流电源供应器（GPS - 2303C型）一台。

(2）数字万用表一块。

(3）毫安提（C31 -mA型）一块。

(4）多孔实验板一块。

(5）导线若干。

2.实验用元件电阻:82Ω、100Ω、120Ω、150Ω、200Ω。

七、实验步骤1.叠加原理分别按图1-1-l a，b，c，正确地连接电路,用数字万用表和电流表按表1-1-1中的要求测量图中a和b两点电压及流经电阻R3的电流数据、并将测得的数据记录在表格中。

具体步骤如下：1）测量E1单独作用时ab两点电压与流经电阻R3的电流。

检查元件与设备是否完整。

按电路图1-1-1a连接电路。

调节电压输出为6V，然后进行电压的测量。

注意电压表表笔方向与参考方向一致。

记录所测电压数据。

断开电路。

按电路图1-1-1a连接电路。

用数字万用表测量流经电阻R3的电流。

注意电压表表笔方向与参考方向一致，红入黑出。

记录所测电压数据。

2）测量E2单独作用时ab两点电压与流经电阻R3的电流。

按电路图1-1-1b连接电路。

调节电压输出为2V，然后进行电压的测量。

叠加原理和戴维南定理实验报告篇一：实验报告1：叠加原理和戴维南定理的验证叠加原理和戴维南定理的实验报告验证叠加原理和戴维南定理的验证一、实验目的：1.通过实验加深对基尔霍夫定律、叠加原理和戴维南定理的理解。

2.学会用伏安法测量电阻。

3.正确使用万用表、电磁仪表和直流稳压电源。

2、实验原理：1基尔霍夫定律：1）.电流定律（kcl）：在集中参数电路中，任何时刻，对任一节点，所有各支路电流的代数和恒等于零，即??=0。

流出节点的支路电流取正号，注入节点的支路电流取负号。

2）. 电压定律（KVL）：在集总参数电路中，任何时候，对于任何电路路内所有支路或原件电压的代数和恒等于零，在即??=0。

凡支路电压或原件电压的参考方向与回路绕行方向一致者为正量，反之取负号。

2.叠加原理在多个独立电源共同作用的线性电路中，任何分支的电流（或电压）等于每个电源独立作用时分支中产生的电流（或电压）的代数和。

3.戴维南定理：任一线性有源二端网络对外电路的作用均可用一个等效电压源来代替，其等效电动势eo等于二端网络的开路电压uo，等效内阻ro等于该网络除源（恒压源短路、开流源开路）后的入端电阻。

实验仍采取用图2-3-1所示电路。

可把ac支路右边以外的电路（含r3支路）看成是以a与c为端钮的有源二端网络。

测得a、c两端的开路电压uab即为该二端网络的等效电动势eo,内阻可通过以下几种方法测得。

（1）伏安法。

取下有源双端网络中的电源，将已知电源e添加到两端的按钮上，测量电压U和电流I，然后uRo=（2）直接测量法。

从有源双端网络上拆下电压源，用万用表的欧姆档直接测量有源双端网络的电阻，即ro。

本实验所用此法测量图2中的开关S1是否向右闭合，开关S2是否断开，然后使用万用表欧姆块a侧和C侧两端的电阻值。

（3）测开路电压和短路电流法。

测量有源二端网络的开路电压u0和短路电流is。

则 r0=u0/is测试如图2-3-3所示，开关s打开时测得开路电压u0,闭合时测得短路电流is。