叠加定理、替代定理的验证

叠加定理、替代定理的验证

　　一、实验目的
　　1、验证线性电路中的叠加定理及其适用范围；
　　2、验证替代定理；
　　3、继续学习直流电表的测量方法。

　　二、原理说明
　　线性电路的叠加定理，是指几个电源在某线性网络的任一支路产生的电流或在任意两点间产生的电压降，等于这些电源分别单独作用时，在该部分所产生的电流或电压降的代数和。如果网络是非线性的，叠加定理将不再适用。另外不能用叠加定理来计算功率。

　　替代定理可以叙述如下：给定任意一个线性电阻电路，其中第k条支路的电压uk和电流ik已知，那么这条支路就可以用一个具有电压等于uk的独立电压源，或者用一个具有电流等于ik的独立电流源，或者用一个阻值为 的电阻来替代，替代后电路中全部电压和定流均保持原值。定理中所提到的第k条支路可以是无源的，也可以是含源的，但是一般不应含有受控源或该支路的电压或电流为其它支路中受控量的控制量。

　　三、实验任务
　　

　　图6.5.1

　　1、实验线路如图6.5.1所示，其中，R1、R3、R4的标称值均为510Ω/4W，R2的标称值为1kΩ/4W，V1为稳压二极管，标称值为5V/1W。在A、B端接入10V电压源US后，Ｋ断开，测量各点电压和各支路电流，记录测量数据，表格自拟。
　　2、将A、B端短路，并使Ｋ接通，再测量各点电压和各支路电流，记录测量数据，表格自拟。
　　3、将电压源US和电流源IS同时接通，再重复以上测量，记录数据，表格自拟。
　　4、验证替代定理：
　　将AD支路的稳压二极管去掉，换成线性电阻R（大小应等于任务3中US和IS共同作用时测得的ＵAD／ＩAD），重复测量各点电压和各支路电流，记录测量数据，表格自拟，并与替代前的数据进行比较
　　5、验证叠加原理：
　　用上述替代后的线性电路，重复测量US、IS分别单独作用及它们共同作用时，电路各点的电压和各支路电流，验证是否符合叠加原理，记录测量数据，表格自拟。

　　四、实验仪器设备
　　1、数字万用表
　　2、电工综合实验台
　　3、DG07多功能网络实验组件

　　五、预习思考及注意事项
　　1、如果将与电流源IS串接的510Ω电阻换成其他阻值，将对电路中各支路的电流有何影响？
　　2、在进行叠加定理的实验时，对不作用的电压源和电流源应如何处理？如果它们有内电阻或内电导，又应如何处理？

　　六、实验报告要求
　　1、根据实验任务和要求，完成实验；
　　2、设法验证电阻消耗的功率是否也具有叠加性；
　　3、 给出叠加定理、替代定理的有关结论；
　　4、设计一个包含受控源的电路（利用实验4中的受控源元件），并拟出实验步骤，验证叠加定理和替代定理。