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图2-1验证“基尔霍夫定律/叠加原理”电路
5.用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录表中。 测量 计算值 测量值 相对 误差
（二）叠加原理；
实验线路如图2—1，参考方向在图中已设定。
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，数据记入表中。
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，数据记入表中。
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，数据记入表中。 5.将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表中。
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I1 I2 (mA) (mA) I3 (mA) U1 U2 UFA (V) (V) (V) UAB (V) UAD (V) UCD (V) UDE (V) 测量项目实验内容 U1单独作用 U2单独作用 U1、U2共同作用 2U2单独作用 U1 U2 I1 I2 (mA) I3 (mA) UAB (V) UCD (V) UAD (V) UDE (V) UFA (V) (V) (V) (mA) 五、实验注意事项 1.同实验五的注意1，但需用到电流插座。
2.所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。 U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。 3.防止稳压电源两个输出端碰线短路。
4.用指针式电压表或电流表测量电压或电流时， 如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。 六、预习思考题
1.根据图2—1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。 2.实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？
七、实验报告
1.根据实验数据，选定节点A，验证KCL的正确性。
2.根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。 3.将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重复1、2两项验证。 4.误差原因分析。心得体会及其他。
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实验三 等效电源定理
一、实验目的
1.掌握电源外特性的测试方法。
2.验证电压源与电流源等效变换的条件。
3.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解。 4.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。 二、实验原理
1.一个直流稳压电源在一定的电流范围内，具有很小的内阻。故在实用中，常将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流而变。其外特性曲线，即其伏安特性曲线U＝f(I)是一条平行于I轴的直线。一个实用中的恒流源在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源。
2.一个实际的电压源（或电流源）， 其端电压（或输出电流）不可能不随负载而变，因它具有一定的内阻值。故在实验中，用一个小阻值的电阻（或大电阻）与稳压源（或恒流源）相串联（或并联）来摸拟一个实际的电压源（或电流源）。 3.一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个理想的电压源Us与一个电阻Ro相串联的组合来表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源Is与一电导go相并联的组合来表示。如果这两种电源能向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。
一个电压源与一个电流源等效变换的条件为：
Is＝Us／Ro，go＝1/Ro 或 Us＝IsRo，Ro＝ 1/ go 。 如图3—1所示。
＋＋I＋IIs=US/R0－g0=1/R0 ＋ISg0URLUsURL－R0US=Is.R0R0=1/g0图 3-1 电压源与电流源的等效变换 －4.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）。
戴维南定理指出：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R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源
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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ISC，其等效内阻R0定义同戴维南定理。Uoc（Us）和R0或者ISC（IS）和R0称为有源二端网络的等效参数。 5.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R0
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 R0＝ ──
UocU Isc
A如果二端网络的内阻很小，若将其输
ΔU出端口短路则易损坏其内部元件，因此不φB宜用此法。 ΔII(2)伏安法测R0
OIsc用电压表、电流表测出有源二端网络
的外特性曲线，如图3—2所示。 根据外 3-2有源二端网络的外特性曲线 特性曲线求出斜率tgφ，则内阻 I 被 △U Uoc 测R? △I Isc 源
也可以先测量开路电压Uoc，再测量电流
网络--+V R0＝tgφ＝ ──＝── 。 有 R E/2E-为额定值IN时的输出端电压值UN，则 图3-3半电压法测R0 Uoc－UN 内阻为 R0＝──── 。 IN
(3)半电压法测R0
如图3—3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。 图3-4 零示法测UOC (4)零示法测UOC
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3—4所示。
零示法测量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
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+被测有R0源网US络VU稳压电源较，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。 三、实验仪器及设备 序号 名 称 1 2 3 4 5 6 7 8
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名 称 可调直流稳压电源 可调直流恒流源 直流数字电压表 直流数字毫安表 万用表 可调电阻箱 型号与规格 0～30V 0～500mA 0～200V 0～200mA 0～99999.9Ω 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 备注 DG04 DG04 D31 D31 自备 DG09 DG09 DG05 可调直流稳压电源 可调直流恒流源 直流数字电压表 直流数字毫安表 万用表 电阻器 可调电阻箱 实验线路 型号与规格 0~30V 0~500mA 0~200V 0~200mA 120Ω，200Ω，300Ω，1KΩ 0~99999.9Ω 数量 1 1 1 1 1 1 备 注 DG04 DG04 D31 D31 自备 DG09 DG09 DG05 电位器 1K/2W 戴维南定理实验电路板 四、实验内容与步骤
1.测定直流稳压电源与实际电压源的外特性
(1)按图3—5（a）接线。Us为＋12V直流稳压电源（将R0短接）。调节R2，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数。
＋＋mA－＋＋mA－UsR1200Ω＋R1Us＋200Ω－12VV－V－R0－12VR21K120ΩR21K（a） （b） 图 3-5 测定直流稳压电源与实际电压源的外特性
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