实验二、叠加原理和戴维南定理
实验预习：
一、实验目的
1、牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。
2、验证戴维南定理。
3、掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。
二、实验原理
叠加原理：
在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分所产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。
为了验证叠加原理，可就图1-2-1的线路来研究。当E1和E2同时作用时，在某一支路中所产生的电流I，应为E1单独作用在该支路中所产生的电流I'和E2单独作用在该支路中所产生的电流I"之和，即I= I'+ I"。实验中可将电流表串接到所研究的支路中分别测得在E1和E2单独作用时，及它们共同作用时的电流和电压加以验证。
图1-2-1 叠加原理图
(a) (b)
图1-2-2 戴维南定理图
戴维南定理：
一个有源的二端网络就其外部性能来说，可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势E等于网络的开路电压U OC；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）R i。
图1-2-2的实验电路，现研究其中的一条支路（如R L支路）。那么可以把这条支路以外的虚线部分看作是一个有源二端网络，再把这个有源网络变换成等效电动势和内阻R i串联的等效电路。
三、预习要求与计算仿真
1、本次实验涉及到以下仪器：直流稳压电源、直流电压表、直流毫安表，电流插头、插座。关于这些设备的使用说明，详见附录，在正式实验前应予以预习。
2、根据图1-2-
3、1-2-4中的电路参数，计算出待测量的电流、电压值，记入表中，以便与实验测量的数据比较，并帮助正确选定测量仪表的量程。
3、利用PSPICE仿真软件，根据图1-2-3、1-2-4设计仿真电路，并试运行。（PSPICE仿真软件的使用方法详见附录）
四、注意事项
1、测量各支路的电流、电压时，应注意仪表的极性以及数据表格中“+、-”号的记录。
2、电源不作用时，不可将稳压源直接短接。
3、用万用表直接测内阻时，网络内的独立电源必须先置零，以免损坏万用表，其次，欧姆表必须经调零后再进行测量。
4、改接线路时，要关掉电源。
五、思考题
1. 叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？
2. 各电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？为什么？试用具体数据分析说明。
3. 在求戴维南等效电路时，作短路实验，测I SC的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？
实验内容：
一、实验线路
实验线路如图1-2-3、1-2-4所示。
A
C
B
D
E
12
I I
L
A
图1-2-3叠加原理实验电路图1-2-4戴维南定理实验电路二、实验设备
三、实验步骤
1、叠加原理实验
实验前，先将两路直流稳压电源接入电路，令E1=12V，E2=6V。
按图1-2-3接线，并将开关S1、S2投向短路一侧。（开关S1和S2分别控制E1、E2两电源
的工作状况，当开关投向短侧时说明该电源不作用于电路。）
1）接通E1=12V电源，S2投短路侧（E1单独作用），测量此时各支路电流，测量结果填入表1-2-1中。
2）接通E2=6V电源，S1投短路侧（E2单独作用），测量此时各支路电流，测量结果填入表1-2-1中。
3）接通E1=12V电源，E2=6V电源（E1和E2共同作用），测量此时各支路电流，测量结果填入表1-2-1中。
2、戴维南定理实验
按图1-2-4接线，将一路直流稳压电源接入电路，令U保持12V。
1）测网络的开路电压U OC 。将R L断开，用电压表测有源二端网络开路电压U OC ，（A、B两点间电压），即得等效电压源的等效电动势E S。记入表1-2-2中。
2）测网络的短路电流I SC 。将R L断开，并将A、B两点间用一根短路导线相连，用电流表测有源二端网络短路电流I SC，（A-mA-B支路的电流），即得等效电流源的等效电流I S 。记入表1-2-2中。
3）测有源二端网络入端电阻R i。三种方法测量，结果记入表1-2-2中。
a) 先将电压源及负载R L从电路中断开，并将原电压端所接的两点用一根短路导线
相连。用万用表测出A、B两点间的电阻R AB（R AB=R i）。
b) 测有源二端网络开路电压U OC和有源二端网络短路电流I SC ，算出入端电阻R i。
（R i= U OC / I SC）
c) 先断开R L ，测网络的开路电压U OC。再将R L接上，用电压表测负载R L的两
端电压U AB，调节R L，使U AB=（1/2） U OC，则此时R i = R L。（为什么？）4）A、B间接R L（任意值），测R L两端电压和流过R L上的电流，记入表1-2-3中。
四、表格与数据
表1-2-1
R L =
R L =
五、实验报告
1、完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。
2、根据实验数据验证线性电路的叠加性与齐次性，验证戴维南定理的正确性。
3、说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点，考虑是否有其它测量方法。
4、心得体会及其它。
注：1、如下图所示，实验时可能会出现的类似电路。
F12
图1-2-5 叠加原理实验电路
图1-2-6 戴维南定理实验电路
