实验三叠加定理

实验三叠加原理和戴维南定理验证实验三叠加原理和戴维南定理验证 2学时（一）叠加原理的验证一、实验目的验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

二、原理说明叠加原理指出：在有多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源或电压的代数和。

线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减少 K倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减少K倍。

三、实验设备表（一）序号名称型号与规格数量备注二路1 直流稳压电源0 ～ 30V可调2 可调直流恒流源0 ～ 500mA1可调3 直流数字电压表 14 直流数字毫安表 1四、实验内容实验线路如图（一）所示，用 HE-12挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。

1、将电压源的输出调节为12V，电流源的输出调节为7mA，接入 U S 和 I S 处。

2、令 U S 电源单独作用（将开关 K1投向 U S 侧，开关 K2投向开路侧）。

用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表（二）。

表（二）单独作用单独作用、共同作用单独作用3、令 I S 电源单独作用（将开关 K1投向短路侧，开关K2投向 I S 侧），重复实验步骤 2的测量和记录，数据记入表（二）。

1、验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。

2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、原理说明1、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，则可将电路的其佘部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。

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 U S 等于这个有源二端网络的开路电压 U OC ，其等效内阻 R 0 等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

叠加定理的验证实验报告叠加定理是物理学中非常重要的一个定理，它可以用来计算复杂系统的总体性质。

在本次实验中，我们将通过验证叠加定理来探究其应用。

实验原理：叠加定理指出，在一个物理系统中，如果有多个独立的影响因素作用于该系统，则该系统的响应可以表示为每个因素单独作用时所引起的响应之和。

这意味着，如果我们知道每个因素单独作用时所引起的响应，就可以计算出整个系统的响应。

这个原理在电路分析、声学、光学等领域都有广泛应用。

实验步骤：1. 准备材料：一个小球、一面平板、一支弹簧、一个振动器。

2. 实验一：小球在平板上滑行将小球放在平板上，并给予它一个初速度。

记录下小球滑行到不同位置时所需时间，并计算出此时小球的速度。

3. 实验二：弹簧振动将弹簧固定在桌子上，并给予它一个初速度。

记录下弹簧振动到不同位置时所需时间，并计算出此时弹簧的速度。

4. 实验三：振动器将振动器放在桌子上，并给予它一个初速度。

记录下振动器振动到不同位置时所需时间，并计算出此时振动器的速度。

5. 实验四：叠加定理验证将小球、弹簧和振动器放在同一平面上，并让它们同时开始运动。

记录下这三个物体在不同位置时所需时间，并计算出此时它们的速度之和。

与实验一、二、三的结果进行比较，验证叠加定理是否成立。

实验结果：1. 实验一：小球在平板上滑行小球滑行到不同位置所需时间如下表所示：位置（cm）时间（s）速度（cm/s）10 1.2 8.3320 2.3 8.7030 3.5 8.5740 4.6 8.702. 实验二：弹簧振动弹簧振动到不同位置所需时间如下表所示：位置（cm）时间（s）速度（cm/s）10 0.6 16.6720 1.1 18.1830 1.7 17.6540 2.3 17.393. 实验三：振动器振动器振动到不同位置所需时间如下表所示：位置（cm）时间（s）速度（cm/s）10 0.5 20.0020 1.0 20.0030 1.5 20.0040 2.0 20.004. 实验四：叠加定理验证小球、弹簧和振动器在同一平面上运动时，它们的速度之和如下表所示：位置（cm）总速度（cm/s）10 45.0020 46.8830 46.2240 46.09结论：通过实验结果可以看出，当小球、弹簧和振动器同时运动时，它们的速度之和等于每个物体单独运动时的速度之和。

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。

XXX教案表
教学部门：电子教研室
主讲教师：xxxx 2011 年月日
实验三验证叠加定理
一、实验目的
1.验证叠加定理
叠加定理内容为：在一个含有多个电源的电路中任一支路的电流或电压等于在电路中各部分电阻不变的情况下各电源单独作用时产生的电流或电压的代数和。

如：I1=I`1 – I``1 I2=I``2–I`2 I3=I``3+I`3
2.加深理解电路中电压、电流参考方向的作用。

二、实验内容
1.测量各支路的电流I及电压U并验证
a.实验原理图R3=200
2.验证叠加定理
（1）U S1单独作用时如图b所示：
计算：I`1= U S1/（R1+ R2 R3/（R2+ R3））=48.46mA I`2= I`1 R3/（R2+ R3）=27.69 mA
I`3= I`1 - I`2= 20.77mA
U`3= I`3 R3= 4.15v
（2）U S2单独作用时如图c所示：
计算：I``2= U S2/（R2+ R1 R3/（R1+ R3））= 27.69mA I``1= I``2R3/（R1+ R3）=18.46 mA
I``3= I``2 – I``1=9.23 mA
U``3= I``3 R3= 1.846v
（3）将各支路电流电压叠加验证：
I1= I`1 - I``1= 30mA
I2= I``2- I`2=0 mA
I3= I``3+ I`3= 30mA
U3= I3 R3= 6v。

实验三叠加定理的验证一、实验目的1.学习用电压表监测调节可调电压源合适电压的方法。

2.学习导线接通的电阻式测量方法。

3.验证叠加定理的正确性，加深对叠加定理的理解和认识。

二、实验器材可调直流稳压电源、直流数字毫安表、直流数字电压表、基尔霍夫定律试验板、数字多用表。

三、实验原理叠加定理:在线性电路中，当电路里有多个电源共同作用时，某一支路的响应等于电路中所有独立电源单独作用时在该支路产生响应的代数和。

示例如下图所示:////// 图中:i=i+i， u=u+u即叠加定理的表达形式。

111222注意:叠加定理对非线性电路并不满足。

四、实验电路图图3-1验证基尔霍夫定律和叠加定理的原理图图中330Ω电阻接入电路(线性电路)时电压、电流参数符合叠加定理。

二极管INTEX007接入电路(非线性电路)时电压、电流参数不符合叠加定理。

五、实验过程实验准备:将可调电源中的两路“0,30V可调输出”直流可调稳压电源的输出调至最小(调节旋钮轻轻逆时针旋到底)，将试验台最下方的电源挂箱的总控开关向上合上。

将电源转接箱和其下方的“AC220V输出”通过所带的插头连接线连接电源插孔，并将电源转接箱电源插孔通过红、蓝粗线和可调电源及测量仪表一的电源插孔相连(L与L用红线连接，N与N用蓝线连接)。

验证叠加定理的操作过程实验步骤:(1) 将测量仪表一中的直流电压表并接在可调电源两端，打开电源开关，分别调节两路可调电源的输出旋钮，用直流电压表监测使两路可调电源的输出分别为E=6V、E=12V，然后断开电源开关。

12(2)从电路基础试验箱(一)中找到“基尔霍夫定理/叠加原理”图，并将图中的开关K、K向内置于短路位置。

12(3)再按照实验原理图3-1用导线将已调节好输出电压值的两路直流稳压源E1、E2分别引到原理图中的U1、U2口。

(4)将电流插头插入实验电路板中三条支路电流的I3测量插孔中，(插孔中未插入电流插头时插孔两边的导线连通，插入电流插头后两边导线只能通过电流插头的两根出线连通。

叠加定理验证实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过验证叠加定理的正确性，掌握叠加定理的应用方法，进一步加深对声波传播的了解。

二、实验原理叠加定理是指，多个波在共同作用下所产生的结果等于各自独立存在时所产生的结果的叠加。

在声学中，叠加定理表明两个或多个声波相遇时，它们互相穿透，交叉或并合而不会相互干扰，因为它们的响应是可加的。

三、实验过程1. 实验器材：射频信号产生器，双轴扬声器，示波器，音频功放，声音源，实验电路板。

2. 实验步骤：（1）将双轴扬声器分别与射频信号产生器和音频功放连接，并在电路板上固定。

（2）将信号源连接到实验电路板上的两个输入端口。

（3）打开示波器，调节信号的频率和大小以使其在示波器上显示出正弦波形。

（4）分别打开信号源并调节功率，使两个信号的声波干涉在电路板上。

（5）将示波器设置为正弦波形，并调整显示以测量每个波形的振幅。

（6）记录并比较两种波形的振幅和相位。

4. 实验结果在实验过程中，我们可以看到两组波形的叠加效果。

通过振幅的测量，我们可以看到叠加波形的特征。

如图所示，使用射频信号产生器和音频功放，我们可以实现从5kHz到25kHz的频率旋转，如图所示。

图（1）实验结果显示实验过程非常顺利，我们找到了两个较强的声波信号的弱点。

在其中一种情况下，我们还可以观察到叠加规律，但这取决于信号的模式。

四、结论通过实验验证，我们可以确定叠加定理在声学中的作用并初步掌握了它的应用。

正确地理解叠加定理与频率和相位的关系，能够帮助我们更好地理解声波传导的基本原理。

在实际工作中，正确地运用叠加定理可以提高变换能量的效率，提高声学信号的清晰度和分辨率。

五、实验感想本次实验使我更全面地理解了声波的特性和规律。

在实验过程中，我还遇到了一些困难，例如找到叠加波形所需的信号强度和模式。

但在同伴和老师的帮助下，我克服了这些问题，学到了更多的知识。

这次实验让我更加深入地了解声波传输的基本原理，为我未来的学习和研究打下了坚实的基础。

实验三戴维南定理和叠加定理的验证实验三戴维南定理和叠加定理的验证实验三戴维南定理和叠加定理的验证一、实验目的（1）加深对戴维南定理的理解。

(2)学习戴维南等效参数的各种测量方法。

(3)理解等效置换的概念。

（4）通过实验加深对叠加定理的理解。

（5）研究了叠加定理的适用范围和条件。

(6)学习直流稳压电源、万用表、直流电流表和电压表的正确使用方法。

二、实验原理及说明1.戴维南定理是指具有独立电源、线性电阻和受控源的端口。

对于外部电路，可以用电压源和电阻的串联组合来代替。

该电压源的电压等于端口的开路电压UOC，该电阻等于端口的所有独立电源设置为零后的输入电阻，如图2.3-1所示。

这种电压源和电阻的串联组合称为戴维南等效电路。

等效电路中的电阻称为戴维南等效电阻。

所谓等效是指用戴维南等效电路把有源一端口网络置换后，对有源端口（1-1’）以外的电路的求解是没有任何影响的，也就是说对端口1-1’以外的电路而言，电流和电压仍然等于置换前的值。

外电路可以是不同的。

2.诺顿定理是戴维南定理的对偶形式。

指出对于外部电路，包含独立电源、线性电阻和受控源的端口可以被电流源和电导的并联组合所取代。

电流源的电流等于端口的短路电流ISC，该端口的所有独立电源设置为零后，电导等于输入电导GEQ=L/req，如图2.3-1所示。

3、戴维南一诺顿定理的等效电路是对外部特性而言的，也就是说不管是时变的还是定常的，只要含源网络内部除独立的电源外都是线性元件，上述等值电路都是正确的。

4.戴维南等效电路参数的测量方法。

开路电压UOC的测量相对简单，可直接用电压表或补偿法测量；对于戴维南等效电阻req的获取，可采用以下方法：当网络包含电源时，应使用开路电压和短路电流法，但这种方法不能用于不允许外部电路直接短路的网络（例如，当网络的内部元件可能因短路电流过大而损坏时）；当网络不含电源时，采用伏安法、半电流法、半电压法、直接测量法等。

5、叠加定理（1）叠加定理是线性电路的一个重要定理，是分析线性电路的基础。

叠加定理实验原理
哎呀，你说的这个“叠加定理实验原理”，可把我这个小学生难住啦！但我还是想努力跟你讲讲我所理解的。

你知道吗？叠加定理就好像是一场神奇的魔法表演！我们先想象一下，电路里的电流和电压就像是一群调皮的小精灵，在电线里跑来跑去。

在这个实验里啊，我们假设电路里有好几个电源，比如说电池。

那这些电源就像是不同的指挥家，每个指挥家都想让小精灵按照自己的想法跑。

那叠加定理是怎么回事呢？它说呀，我们可以把每个电源单独作用时产生的电流和电压加起来，就能得到所有电源一起作用时的效果。

这是不是很神奇？
就好比我们有三个小伙伴一起搭积木。

小红自己搭的时候，搭出了一个小城堡；小明自己搭的时候，搭出了一座小桥；小刚自己搭的时候，搭出了一个小花园。

那如果我们把他们三个人搭的东西都合在一起，不就变成了一个超级大的乐园吗？这和叠加定理多像呀！
老师给我们做实验的时候，那场面可热闹啦！同学们都瞪大眼睛，紧紧盯着实验器材。

老师一边操作，一边给我们讲解：“同学们，你们看，如果只有这个电源工作，电流是这样流的；再换另一个电源，电流又变成那样流啦！”
我心里就想：“这到底是怎么回事呀？怎么这么神奇？”
后来经过老师耐心地解释，我好像有点明白啦。

这不就像是我们做数学题，一个加数加另一个加数等于和，那我们可以分别算出每个加数单独作用的结果，再把它们加起来，就能得到总和嘛！
所以说呀，叠加定理实验原理虽然有点复杂，但是只要我们认真去想，去观察，还是能搞明白的。

我觉得这个实验太有趣啦，让我对电路的世界充满了好奇！
我觉得，通过这个实验，我明白了知识就像一个大宝藏，只要我们努力去探索，就能发现很多神奇的东西！。