实验二 叠加定理与线性电路的齐次性的验证(2)

表2-2 电路中含有非线性元件时叠加定理和齐次定理的验证数据

测量项目 US1 US2 I1 实验内容 数据项 (V) (V) (mA) (mA) (mA) (V) (V) (V) US1、US2 仿真数据 共同作用 实测数据 US1 仿真数据 I2 I3 UAB UBC UBD 单独作用 实测数据 US2 仿真数据 单独作用 实测数据 2US1 仿真数据 单独作用 实测数据 六、实验注意事项 1. 用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性及数据表中“+、-”号的记录

2. 测量电压、电流时，要根据图中各电流和电压的参考方向，来判断实际方向，若不一致，则在该数值前加“－”号。

3. 进行叠加定理实验中，某电压源Us不作用，是指Us处用短路线代替，而不是将Us本身短路。 4. 注意仪表量程的及时更换。

七、预习与思考题

1. 在进行叠加定理实验时，不作用的电压源、电流源怎样处理？为什么？叠加原理US1、US2单独作用时，可否直接将不作用的电源短接臵零？

2. 根据本实验的原理，由给定的电路参数和电流、电压参考方向，分别计算两电源共同作用和单独作用时各支路电流和电压的值，和实验数据进行对照，并加以总结和验证。

3. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，该问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？为什么？

4. 通过对实验数据的计算，判别三个电阻上的功率是否也符合叠加定理？ 5. 把US2用电流源代替，如何安排电路原理图？

八、实验报告要求

1. 根据实验数据表格，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. 各电阻所消耗的功率能否用叠加定理计算得出 试用上述实验数据，进行计算并作出结论。

3. 通过实验步骤及分析表2-1和表2-2，能得出什么样的结论

用proteus仿真实验 一 实验步骤如下：

(1) 打开Proteus 软件，编辑窗口内有点状的栅格，可以通过View菜单的Grid命令在打开和关闭间切换。点与点之间的间距由当前捕捉的设臵决定。选中主菜单view/snap 10th/，使得绘图区域中出现均匀的网格线，并将绘图尺寸调节到最佳。

(2) 在常用工具栏中点击

，然后在对象选择器窗口中点击选取对象选择

按钮P，打开pick devices,在元件分类categroy中选取相应的分类，查询元件库的结果便显示在results中。从元件库中调出1 个Ground（接地点）和1个simulator primitives Vsource（直流电压源）器件，1 个Resistor（电阻）器件，1个sw-DPDT

开关,1个IN4007二极管，最后点测量器件库中调出DC Voltmeter（直流电压

表）器件和DC AMMETER（直流电流表）。

(3) 将各元器件的标号、参数值亦改变成与图1-1所示一致。

(4) 将所有的元器件通过连线连接起来。注意：电压源、电压表的正负极性。

(5) 检查电路有无错误。

(6) 对该绘图文件进行保存，注意文件的类型为（design file）要保留。 (7) 按下proteus界面左下方按纽

对文件进行仿真。

(8)读取电压表、电流表的读数，将读数填到表2-1相应的表格中。 实验内容 测量项目 US1 US2 I1 I2 I3 UAB UBC UBD 数据项 (V) (V) (mA) (mA) (mA) (V) (V) (V) US1、US2 仿真数据 共同作用 实测数据 US1 仿真数据 实测数据 单独作用 US2 仿真数据 实测数据 单独作用 2US1 仿真数据 单独作用

实测数据 将图中的电阻R2换成二极管lN4007，如下图所示，重复1～4的测量过程，把测量数据记入表2-2中。

表2-2 电路中含有非线性元件时叠加定理和齐次定理的验证数据

测量项目 US1 US2 I1 实验内容 数据项 (V) (V) (mA) (mA) (mA) (V) (V) (V) US1、US2 仿真数据 共同作用 实测数据 US1 仿真数据 I2 I3 UAB UBC UBD 单独作用 实测数据 US2 仿真数据 单独作用 实测数据 2US1 仿真数据 单独作用 实测数据

（9）实验完成后，将保存好的绘图文件另存到教师指定的位臵，并结合实验数据完成实测量电压数据分析。

二、注意事项

1、每个电路中均必须接有接地点，且与电路可靠连接（即接地点与电路的连接处有黑色的结点出现）。

2、改变电阻的阻值时，需要在Resistor（电阻）器件的元器件属性（Resistor Properties）对话框中选择Value/Resistance（R）选项，在其后的框中填写阻值，前一框为数值框，后

一框为数量级框，填写时注意两个框的不同。

3、测量电压时应该把直流电压表并联在电路中进行测量，电路中电压表粗线接线端要与

欲测电路的负极相连，另一个接线端则与欲测电路的正极相连，使用时应特别注意电压表的极性。

4、基于绘图美观的考虑，可将电压表通过工具栏中的“翻转”快捷键调整到与待测器件或电路平行的状态再连线。

5、电压表测量模式选择默认的直流模式，即在Voltmeter（电压表）器件的元器件属性（Voltmeter Properties）对话框中选择Value/mode/DC 选项，另在Label/Label 对话框中可为电压表命名。

6、绘制好的实验电路必须经认真检查后方可进行仿真。若仿真出错或者实验结果明显偏离实际值，请停止仿真后仔细检查电路是否连线正确、接地点连接是否有误等情况，排除误点后再进行仿真，直到仿真正确、测量得到理想的读数。

7、在读取电压表的读数时，为消除网格线对读数的影响，可取消主菜单Circuit/SchematicOptions/Grid 选项中的Show grid，设臵好后将看到绘图区中的网格线已消去，此时即可读数了。

8、记录到表格中的数据即电压表上显示的直接读数，“+”、“－”亦要保留。 9、文件保存时扩展名为“.design file”。关闭文件或proteus 软件后想再次

打开保存后的文件时，必须打开proteus 软件后通过主菜单load design。

三、实验拓展

1、US1和US2用交流信号，叠加原理和齐次定理是否还成立，试着通过中的OSCILLOSCOPE（示波器）来观察。

2、 如果将二极管更换成电容（CAP），观测实验，分析一下在直流电路中和交流电路中叠加原理和齐次定理还成立吗？ 3、试着实时显示相关测量数据？

四、预习要求

1、认真复习叠加原理的基本理论。 2、明确实验内容及步骤。

五、思考题

1. 在进行叠加定理实验时，不作用的电压源、电流源怎样处理？为什么？ 2. 根据本实验的原理，由给定的电路参数和电流、电压参考方向，分别计算两电源共同作用和单独作用时各支路电流和电压的值，和实验数据进行对照，并加以总结和验证。

3. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，该问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？为什么？

4. 通过对实验数据的计算，判别三个电阻上的功率是否也符合叠加定理？ 5. 把US2用电流源代替，如何安排电路原理图？

六、实验报告

1、写出实验名称、实验目的、实验内容及步骤。 2、画出实验电路图。 3、填写表格 4、回答思考题。

七、给分标准

1、实验名称为0.5 分。 2、实验目的为0.5 分。 3、实验内容和步骤为4.0 分。

4、图为2 分，每个字符为0.1 分。 5、表为1 分，每个填空为0.2 分。 6、思考题每道1 分，思考题目每个0.5 分。

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