实验三、四叠加原理的验证戴维宁定理的验证
实验三叠加原理的验证⼀、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流或电压的代数和。
线性电路的齐次性是指当激励信号（某独⽴源的值）增加或减⼩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）也将增加或减⼩K倍。
四、实验内容
实验线路如图6-1所⽰，⽤HE-12挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。
图6-1 基尔霍夫/叠加原理验证
1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接⼊U1和U2处。
2. 令U1电源单独作⽤（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。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6-1。
3. 令U2电源单独作⽤（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记⼊表6-1。4. 令U1和U2共同作⽤（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记⼊表6-1。5. 将U2的数值调⾄＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记⼊表6-1。
6. 将R5（330Ω）换成⼆极管1N4007（即将开关K3投向⼆极管IN4007侧），重复1～5的测量过程，数据记⼊表6-2。7. 任意按下某个故障设置按键，重复实验内容4的测量和记录，再根据测量结果判断出故障的性质。
故障2
五、实验注意事项
1. ⽤电流插头测量各⽀路电流时，或者⽤电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，并应正确判断测得值的＋、－号。2. 注意仪表量程的及时更换。六、预习思考题
1. 在叠加原理实验中，要令U 1、U 2分别单独作⽤，应如何操作？可否直接将不作⽤的电源（U 1或U 2）短接置零？2. 实验电路中，若有⼀个电阻器改为⼆极管， 试问叠加原理的迭加性与齐次性还成⽴吗？为什么？3．当K 1（或K 2）拨向短路侧时，如何测U FA （或U AB ）？ 七、实验报告
1. 根据实验数据表格，进⾏分析、⽐较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。2. 各电阻器所消耗的功率能否⽤叠加原理计算得出？ 试⽤上述实验数据，进⾏计算并作结论。3. 通过实验步骤6及分析表格6-2的数据，你能得出什么样的结论？4. ⼼得体会及其他。
实验四 戴维宁定理的验证 ──有源⼆端⽹络等效参数的测定⼀、实验⽬的
1. 验证戴维宁定理的正确性，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，则可将电路的其余部分看作是⼀个有源⼆端⽹络（或称为含源⼀端⼝⽹络）。
戴维宁定理指出：任何⼀个线性有源⽹络，总可以⽤⼀个电压源与⼀个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us 等于这个有源⼆端⽹络的开路电压Uoc ， 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。
诺顿定理指出：任何⼀个线性有源⽹络，总可以⽤⼀个电流源与⼀个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流Is 等于这个有源⼆端⽹络的短路电流I SC ，其等效内阻R 0定义同戴维宁定理。
Uoc （Us ）和R 0或者I SC （I S ）和R 0称为有源⼆端⽹络的等效参数。 2. 有源⼆端⽹络等效参数的测量⽅法 (1) 开路电压、短路电流法测R 0
在有源⼆端⽹络输出端开路时，⽤电压表直接测其输出端的开路电压Uoc ，然后再将其输出端短路，⽤电流表测其短路电流Isc ，则等效内阻为 Uoc R 0＝ ── Isc
如果⼆端⽹络的内阻很⼩，若将其输出端⼝短路 则易损坏其内部元件，因此不宜⽤此法。(2) 伏安法测R 0
⽤电压表、电流表测出有源⼆端⽹ 图8-1
络的外特性曲线，如图8-1所⽰。 根据 外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻
U I ABI UOΔUΔIφscoc
c /2
△U U oc
R 0＝tg φ＝ ──＝── 。 △I Isc也可以先测量开路电压Uoc ，再测量电流为额定值I N 时的输出图8-2U oc －U N
端电压值U N ，则内阻为 R 0＝──── 。
I N (3) 半电压法测R 0
如图8-2所⽰，当负载电压为被测⽹络开 路电压的⼀半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源⼆端⽹络的等效内阻值。(4) 零⽰法测U OC 图8-3
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较⼤的误差。为了消除电压表内阻的影响，往往采⽤零⽰测量法，如图8-3所⽰.。
零⽰法原理是⽤⼀低内阻的稳压电源与被测有源⼆端⽹络进⾏⽐ 较，当稳压电源的输出电压与有源⼆端⽹络的开路电压相等时,电压表的读数将为“0”。然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源⼆端⽹络的开路电压。
被测有源⼆端⽹络如图8-4(a)，即HE-12挂箱中“戴维宁定理/诺顿定理”线路。(a) (b)图 8-4
1. ⽤开路电压、短路电流法测定戴维宁等效电路的Uoc和R0。在8-4(a)中，接⼊稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接⼊R L。利⽤开关K，分别测定U O c和Isc,并计算出R0。（测U
2. 负载实验
按图8-4(a)接⼊R L。改变R L阻值，测量不同端电压下的电流值，记于下表，并据此画
3. 验证戴维宁定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图8-4(b)所⽰，
5. 有源⼆端⽹络等效电阻（⼜称⼊端电阻）的直接测量法。见图8-4（a）。将被测有源⽹络内的所有独⽴源置零（去掉电流源I s和电压源U s，并在原电压源所接的两点⽤⼀根短
路导线相连），然后⽤伏安法或者直接⽤万⽤表的欧姆档去测定负载R L开路时A、B两点间的电阻，此即为被测⽹络的等效内阻R0，
。
五、实验注意事项
1. 测量时应注意电流表量程的更换。2. 步骤“4”中，电压源置零时不可将稳压源短接。
3. ⽤万表直接测R0时，⽹络内的独⽴源必须先置零，以免损坏万⽤表。其次，欧姆档必须经调零后再进⾏测量。4. ⽤零⽰法测量U oc时，应先将稳压电源的输出调⾄接近于U oc，再按图8-3测量。5. 改接线路时，要关掉电源。六、预习思考题
1. 在求戴维宁等效电路时，作短路试验，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？请实验前对线路8-4(a)预先作好计算，以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。
2. 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。七、实验报告
1. 根据步骤2和3，分别绘出曲线，验证戴维宁定理的正确性，并分析产⽣误差的原因。
2. 根据步骤1、4、5各种⽅法测得的Uoc与R0与预习时电路计算的结果作⽐较，你能得出什么结论。3. 归纳、总结实验结果。4. ⼼得体会及其他。
