fR1510I1AaI3AI2R21KbUS1S1AS2US2R3510eR4d510R5330S3c
图6.1 叠加原理实验电路 表6.2 非线性电路测量数据
测量项目 US1单独作用 US2单独作用 US1、US2共同作用 1.3US2单独作用 US1 US2 I1 I2 I3 Uab Ucd Uad Ude Ufa 七、实验报告要求
1、根据实验数据验证线性电路的叠加性与齐次性。 2、将理论值与实测值相比较，分析误差产生的原因。 3、回答思考题1。
八、实验思考题
1、用电流实测值及电阻标称值计算R1、R2、R3上消耗的功率，以实例说明功率能否叠加？
2、用实验方法验证叠加原理时，如果电源内阻不允许忽略，实验如何进行？
实验4-1 戴维南定理与诺顿定理
一、实验目的
1、通过验证戴维南定理与诺顿定理，加深对等效概念的理解。 2、学习测量有源二端网络的开路电压和等效电阻的方法。
二、实验内容
1、测量开路电压Uoc；测量短路电流Isc和等效电阻R0。 2、测量有源二端网络的外特性。
3、测量等效电压源的外特性；测量等效电流源的外特性。
三、实验仪器与设备
序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 可调直流稳压源 可调直流恒流源 直流数字电压表 直流数字毫安表 万用电表 可调电阻 戴维南定理实验线路板 型号规格 0~30V 0~200mA MF-30或其他 10K～100K 数量 1 1 1 1 1 1 1 备注 主板 主板 自配 主板 自配 主板 电路基础实验（一） 四、实验原理
1、 戴维南定理
任何一个线性有源二端网络（或称单口网络），对外电路来说，总可以用一个理想电压源和电阻相串联的有源支路代替，其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压UOC，其内阻等于原网络中所有独立电源为零值时入端等效电阻R0。
a线性含源二端网络Rin=R0UUS=UOCaUb图8.1戴维南等效电路
b2、 诺顿定理
诺顿定理是戴维南定理的对偶形式，它指出任何一个线性有源二端网络，对外电路而言，总可以用一个理想电流源和电导并联的有源支路来代替，其电流源的电流等于原网络端口的短路电流ISC，其电导等于原网络中所有独立电源为零时的入端等效电导G0。
应用戴维南定理和诺顿定理时，被变换的二端网络必须是线性的，可以包含独立电源或受控电源，但是与外部电路之间除直接相联系外，不允许存在任何耦合。
Ia线性含源二端网络ISCGin=G0=1/R0b图8.2诺顿定理
3、 开路电压UOC的测量 方法一：直接测量法
当有源二端网络的等效电阻R0远小于电压表内阻RV时，可直接用电压表测量有源二端网络的开路电压，如图8.3(a)所示。一般电压表内阻并不是很大，最好选用数字电压表，数字电压表的突出特点就是灵敏度高、输入电阻大。通常其输入电阻在10M欧姆以上，有的高达数百兆欧姆，对被测电路影响很小，从工程角度来说，用其所得的电压即是有源二端网络的开路电压。
方法二：零示法
在测量具有高内阻含源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示法，如图8.3(b)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较，当稳压电源的输出电压ES与有源二端网络的开路电压UOC相等时，电压表的读数将为零，然后将电路断
a线性含源二端网络VV线性含源二端网络UOCUOCES标准稳压电源b开，测量此时稳压源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路电压。
（a）直接测量法 （b）零示法
图8.3开路电压的测量
4、 等效电阻R0的测量 方法一：直接测量法
用数字万用电表的电阻档直接测量，测量时首先让有源二端网络中所有独立电源为零，即理想电压源用短路线来代替，理想电流源用开路线代替。这时电路变为无源二端网络，用万用电表欧姆档直接测量a,b间的电阻即可。
方法二：加压求流法
让有源二端网络中所有独立电源为零，在a,b端施加一已知直流电压U测量流入二端网络的电流I，则等效电阻R0=U/I，以上两种方法适用于电压源内阻很小和电流源内阻很大的场合。
方法三：直线延长法
当有源二端网络不允许短路时，先测开路电压UOC，然后测出有源二端网络的负载电阻的电压和电流。在电压，电流坐标系中标出（UOC，0）、（U1，I1）两点，过两点作直线，与横轴交点为（0，ISC），则ISC=
方法四：两次求压法
测量时先测量一次有源二端网络的开路电压UOC，然后在a、b端接入一个已知电阻RL，再测出电阻RL两端的电压UL，则等效电阻R0=（
UOCU?U1。 I1，所以R0=OCUOC?UII1UOC?1）×RL。 UL显见，以上两种测求方法与有源二端网络的内部结构无关，或者说对网络内电路结构可以不去考虑，这正是戴维南定理和诺顿定理在电路分析与实验测试技术中得到广泛应用的原因所在。
五、实验注意事项
1、测量时，注意仪表量程的更换。切不可用电流表测量电压，以防烧毁电流表。 2、实验步骤7中，电源置零时，不可将直流稳压源直接短接。
3、用万用电表直接测R0时，网络内的独立源必须先置零，以免烧坏万用电表，其次欧姆档必须调零后再进行测量。
六、实验内容与步骤
1、 利用戴维南定理估算开路电压 Uocˊ，等效电阻R0ˊ，短路电流Iscˊ
R41K510Ω10mAR2IS510ΩR3R1510ΩmAAVRLBUs12V 图8.4 戴维南定理实验电路
按图8.4的实验电路接线，设Us=12V，Is=10mA，利用戴维南定理估算开路电压 Uocˊ，等效电阻R0ˊ，短路电流Iscˊ，将计算值填入表8.1中。对使用仪表测量各量时，合理选择量程做到心中有数。
表8.1 实验数据表
Uocˊ 2、 测量开路电压Uoc
将开关S投向可变电阻箱一侧，负载开路，用电压表测量A、B之间的电压，即为开路电压Uoc，填入表8.2中。
3、 测量短路电流Isc和等效电阻R0
将开关S投向短路侧，测量短路电流Isc，利用R0=Uoc/Isc，可得等效电阻R0，填入表8.2中。 表8.2 实验数据表
Uoc(V) Isc(mA) Uoc/Isc (Ω) R0(Ω) 实测值 R0ˊ Iscˊ 4、 测量有源二端网络的外特性
将可变电阻RL（可调电阻箱）接入电路A、B之间，将开关S投向可变电阻箱一侧，测量有源二端网络的外特性，按表8.3中所列电阻调RL，记录电压表、电流表读数，填入表