实验三 电压源与电流源的等效变换
实验三 叠加定理的验证
一、实验目的
1. 验证线性电路中叠加定理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的理解。
2. 掌握叠加定理的适用范围。 二、实验原理
叠加定理指出：在有几个独立电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（即在电路其他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。 三、实验内容
1. 实验线路如图3－1。分别将两路直流稳压电源接入电路，令 E1＝12V，E2＝6V。
2. 将实验电路中的开关K3向上，即拨向330Ω侧。进行步骤3－6的测量。
EFI1+U1R1510AR21KI2BI3K1R3510R4D_R5330K2+_U2K3 1N4007C
图3－1 叠加定理实验电路
3. 令E1电源单独作用（E1＝12V，E2＝0V），即将开关S1投向E1侧，开关S2投向短路侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格3－1。
4. 令E2电源单独作用（E1＝0V，E2＝6V），即将开关S2投向E2侧，开关S1投向短路侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格3－1。
5. 令E1、E2电源共同作用（E1＝12V，E2＝6V），即将开关S1投向E1侧，开关S2投向E2侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表测量各支路电流及各电
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实验三 电压源与电流源的等效变换
阻元件两端的电压，数据记入表格3－1。
6. 令E2电源为原先的两倍并令其单独作用（E1＝0V，E2＝12V），即将开关S2投向E2侧，开关S1投向短路侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格3－1。
表3－1 无非线性元件时的测量数据
测量内容 E1单独作用 E2单独作用 E1 E2共同作用 2E2单独作用 E1 E2 I1 I2 I3 UAB UCD UAD UDE UFA 电流单位： mA 电压单位： V
7. 将实验电路中的K3向下，拨向IN4007侧，即电路中接入非线性元件（二极管，型号为1N4007），重复第三步至第六步的测量过程，数据记入表格3－2，验证叠加定理或齐次性原理是否成立。
表3－2 含非线性元件时的测量数据
测量内容 E1单独作用 E2单独作用 E1 E2共同作用 2E2单独作用 E1 E2 I1 I2 I3 UAB UCD UAD UDE UFA 电流单位： mA 电压单位： V
四、实验设备
序号 1 2 3 4 名 称 直流可调稳压电源 直流数字电压表 直流数字毫安表 实验电路板 型号与规格 0－30V/1A 0－200V 0－200mA 图2－1 数量 2 1 1 1 备注 实验台自配 实验台自配 实验台自配 DGJ-03
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实验三 电压源与电流源的等效变换
五、注意事项
1. 测量各电流、电压时，应注意仪表的极性及数据表格中“+、－”号的记录。
2. 注意仪表量程的选择。 六、实验思考
1. 叠加定理中E1 、 E2分别单独作用，在实验中应如何实现？可否直接将不作用的电源（E1或E2）短接？
2. 实验电路中，若将一个电阻器改为二极管（非线性元件），电路的叠加性和齐次性还成立吗？为什么？ 七、实验报告要求
1. 根据实验数据验证叠加定理的正确性和适用范围。 2. 根据实验数据验证齐次性原理的正确性和适用范围。 3. 根据实验数据,检验电阻所消耗的功率是否符合叠加定理。
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实验四 戴维宁定理和诺顿定理的验证
实验四 戴维宁定理和诺顿定理的验证
一、实验目的
1. 验证戴维宁定理和诺顿定理的正确性，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、实验原理
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，就其对外效果而言，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势ES等于这个有源二端网络的开路电压U0C，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效入端电阻。
诺顿定理指出：任何一个线性有源网络，就其对外效果而言，总可以用一个等效电流源来代替，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）时的等效入端电阻。
ES（U0C）、IS（ISC）和R0（Req）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U0C，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流ISC，则内阻为
若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。 (2) 伏安法测R0
用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图4－1所示。根据外特性曲线求出斜率tgφ，则内阻
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R0?UOCISCR0?tg???U?I?UOCISC实验四 戴维宁定理和诺顿定理的验证
被测有源网络mAIUOCU+Uoc_R0RLVUocφ△U△IISCI0图4－1 有源二端网络的外特性
用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值IN时的输出端电压值UN，则内阻为：
(3) 半电压法测R0
如上图所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，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U0C
在测量具有高内阻有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，往往采用零示测量法，如图4－2所示。
图4－2 零示法测量有源二端网络的开路电压
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U0C。
R0?(UOC?UN)IN+被测有源电路_V+US_R0+U_稳压电源 14