叠加原理的验证实验报告总结

中学教育 2019年01月

新教育时代 138 叠加原理探究实验报告

李 硕

（山东省青岛平度市第一中学 山东青岛 266700）

一、实验目的

1.掌握等效参数的测量方法

2.验证叠加原理，用叠加原理分析电路

二、实验仪器及器件

（一）仪器仪表

1.直流电压源

2.万用表

（二）器件

1.电阻若干

2.电流探针

3.双刀双掷开关

4.电阻箱

三、实验内容

（一）实验原理

叠加原理指出，在线性电路中，有多个电源同时作用时，任意

一个支路的电流或电压都是电路中每个独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流或者电压的代数和。

图1 叠加原理实验图 图1所示电压源Us1和Us2共同作用于该电路。根据叠加原理，

两个电源共同作用时，电路中的电压U1、U2、U3和电流I1、I2、

I3等同于Us1单独作用于该电路（Us2短路）的1'U、2'U、3'U

和

1'I、2'I

、3'I

（如图2所示）和Us2单独作用时的1''U、2''U、3''U

和1''I

、2''I

、3''I（如图3）相加和的结果。即：

3''

3'

32''

2'

21''

1'

1,,UUUUUUUUU

（式1）

3''

3'

32''

2'

21''

1'

1,,IIIIIIIII

（式2）

图2 Us1单独作用

图3 Us2单独作用

（二）实验内容及步骤

1.验证叠加原理

（1）如图4所示，取Us1=16V，Us2=8V，R1=470Ω/2W，R2=200Ω/2W，R3=300Ω/2W。为了方便测量，可在各个支路中串联电流探

针插孔，两个电源接双刀双掷开关。当某电源作用时，将对应开关

掷向电源侧，不做用的电源当其短路。

图4 叠加原理实验图

（2）按照图4接好电路将开关S1、S2、S3、S4打到短路侧，

将两个直流电源调到所需电压值。

（3）将开关S1、S2打到电源侧，S3、S4打到短路侧，接通电

源Us1，Us2短路，将Us1单独作用时各个支路电压电流记录到表1

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1 / 4 实验一、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。

I +–E1I+

–

E1

+–E2+–E2I

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UOC；该电压源的内阻等于网络的入端电阻（内电阻）Ri 。

图1-2-2的实验电路，现研究其中的一条支路（如RL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Ri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。传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！

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。

叠加原理实验报告范文（包含数据处理）

实验报告

实验名称：叠加原理实验

实验目的：

1. 了解叠加原理的基本概念和原理；

2. 掌握使用叠加原理解决简单电路问题的方法；

3. 熟悉实际电路中的信号叠加现象。

实验设备：

1. 示波器；

2. 双踪曲线发生器；

3. 连接线；

4. 电阻、电容等元件。

实验步骤及实验结果：

1. 实验前准备：

将示波器和双踪曲线发生器都接入电源，并确保工作正常。

2. 实验步骤：

步骤一：叠加原理在直流电路中的应用 先将双踪曲线发生器的一踪输出接入示波器的通道一，再将另一踪输出接入示波器的通道二。

将通道一与通道二的地点触点通过一个50欧姆电阻连接（即二者共地）。

调节双踪曲线发生器，使其通道一输出稳定在2V DC，通道二输出稳定在1V DC。

观察示波器的波形，记录并绘制出通道一和通道二的波形图。

步骤二：叠加原理在交流电路中的应用

将双踪曲线发生器的通道一输出接入示波器的通道一，通道二输出接入示波器的通道二。

将通道一与通道二的地点触点通过一个50欧姆电阻连接。

调节双踪曲线发生器，使其通道一输出为2Vp-p的正弦波，频率为1kHz；通道二输出为1Vp-p的正弦波，频率为5kHz。

观察示波器的波形，记录并绘制出通道一和通道二的波形图。

3. 实验结果：

步骤一的结果：通道一输出稳定在2V DC，通道二输出稳定在1V

DC。示波器的波形图显示出两个直流信号叠加在一起，与预期一致。

步骤二的结果：通道一输出为2Vp-p的正弦波，频率为1kHz；通道二输出为1Vp-p的正弦波，频率为5kHz。示波器的波形图显示出两个交流信号叠加在一起，且频率、幅值符合叠加原理的要求。 数据处理：

根据叠加原理，可得到直流电路中电压的叠加公式为：

V_total = V_1 + V_2

其中，V_total为总电压，V_1和V_2为各个电压源的电压。

因此，我们可以计算出实验中示波器在通道一和通道二的测量结果与理论值的偏差。

叠加原理的实验结论

通过实验我们得出以下结论：

1. 叠加原理是一种基本的物理原理，它指出在一个物理系统中，多个独立的影响因素可以通过叠加的方式相互作用。

2. 在实验中，我们发现当两个或多个波同时传播并在同一点相遇时，它们会按照叠加原理的要求进行叠加。即位移相加，将波的振幅从每个波分量处的振幅叠加在一起。

3. 实验结果表明，叠加原理在波动领域中具有普遍适用性。无论是机械波、电磁波还是量子波，都可以通过叠加原理来描述其性质和行为。

4. 叠加原理的实验验证了波动现象的特性，例如干涉和衍射等。通过在实验中调整波的振幅、频率和相位等参数，我们可以观察到不同的干涉模式和衍射图样，从而得出关于波动性质的重要结论。

5. 叠加原理的应用非常广泛。在许多领域中，如声学、光学、电磁学和量子力学等，我们都可以使用叠加原理来分析和预测物理现象的行为。

总之，叠加原理是一种重要且普遍适用的物理原理，它能够帮助我们理解和解释波动现象的特性，并且在实际应用中具有重要的作用。