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叠加原理实验误差

来源:免费论文网 | 时间:2016-12-08 07:42:46 | 移动端:叠加原理实验误差

篇一:叠加原理_实验报告范文(含数据处理)

叠加原理

一、实验目的

验证线性电路叠加原理的正确性,加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

二、原理说明

叠加原理指出:在有多个独立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(即在电路中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、实验设备

高性能电工技术实验装置DGJ-01:直流稳压电压、直流数字电压表、直流数字电流表、叠加原理实验电路板DGJ-03。 四、实验步骤

1. 用实验装置上的DGJ-03线路,按照实验指导书上的图3-1,将两路稳压电源的输出分别调节为12V和6V,接入图中的U1和U2处。

2.通过调节开关K1和K2,分别将电源同时作用和单独作用在电路中,完成如下表格。

表3-1

3.将U2的数值调到12V,重复以上测量,并记录在表3-1的最后一行中。

4.将R3(330?)换成二极管IN4007,继续测量并填入表3-2中。 表3-2

五、实验数据处理和分析

对图3-1的线性电路进行理论分析,利用回路电流法或节点电压法列出电路方程,借助计算机进行方程求解,或直接用EWB软件对电路分析计算,得出的电压、电流的数据与测量值基本相符。验证了测量数据的准确性。电压表和电流表的测量有一定的误差,都在可允许的误差范围内。 验证叠加定理:以I1为例,U1单独作用时,I1a=8.693mA,,U2单独作用时,I1b=-1.198mA,I1a+I1b=7.495mA,U1和U2共同作用时,测量值为7.556mA,因此叠加性得以验证。2U2单独作用时,测量值为-2.395mA,而2*I1b=-2.396mA,因此齐次性得以验证。其他的支路电流和电压也可类似验证叠加定理的准确性。

对于含有二极管的非线性电路,表2中的数据不符合叠加性和齐次性。 六、实验小结

测量电压、电流时,应注意仪表的极性与电压、电流的参考方向一致,这样纪录的数据才是准确的。

在实际操作中,开关投向短路侧时,测量点F延至E点,B延至C点,否则测量出错。

线性电路中,叠加原理成立,非线性电路中,叠加原理不成立。功率不满足叠加原理。

六、思考题

1. 电源单独作用时,将另外一出开关投向短路侧,不能直接将电压源短接置零。

2. 电阻改为二极管后,叠加原理不成立。

篇二:实验2--验证叠加原理

验证叠加原理

一. 实验目的

1. 验证叠加定理,加深对该定理的理解 2. 掌握叠加原理的测定方法 3. 加深对电流和电压参考方向的理解 二. 实验原理与说明

对于一个具有唯一解的线性电路,由几个独立电源共同作用所形成的各支路电流或电压,是各个独立电源分别单独作用时在各相应支路中形成的电流或电压的代数和。

(a)电压源电流源共同作用电路 (b)电压源单独作用电路 (c)电流源单独作用电路

图5-1 电压源,电流源共同作用与分别单独作用电路

图5-1所示实验电路中有一个电压源Us及一个电流源Is。 设Us和Is共同作用在电阻R1上产生的电压、电流分别为U1、I1,在电阻R2上产生的电压、电流分别为U2、I2,如图5-1(a)所示。为了验证叠加原理令电压源和电流源分别作用。当电压源Us不作用,即Us=0时,在Us处用短路线代替;当电流源Is不作用,即Is=0时,在Is处用开路代替;而电源内阻都必须保留在电路中。 (1) 设电压源Us单独作用时(电源源支路开路)引起的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2,如图5-1(b)所示。

(2) 设电流源单独作用时(电压源支路短路)引起的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2,如图5-1(c)所示。

这些电压、电流的参考方向均已在图中标明。验证叠加定理,即验证式(5-1)成立。

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U1?U1'?U1"

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U2?U2?U2

I1?I1'?I1"

'" I2?I2?I2

式(5-1)

5-1

三. 实验设备

名称 数量 型号 1. 直流稳压电源 1台0~30V可调 2. 固定稳压电源 1台+15V 3. 万用表 1台

4. 电阻 3只51?*1100?*1330?*1 5. 短接桥和连接导线 若干P8-1和50148 6. 实验用9孔插件方板 1块297mm×300mm

四. 实验步骤

1. 按图5-2接线,取直流稳压电源US1=10V,US2=15V,电阻R1=330?,R2=100?,R3=51。

图5-2 验证叠加原理的实验线路

2. 当US1、US2两电源共同作用时,测量各支路电流和电压值。

选择合适的电流表和电压表量程,及接入电路的极性。用短接桥(或导线)将“5”和“2”连接起来。接通电源US1;用短接桥(或导线)将“6”和“4”连接起来,接通电源US2,分别测量电流I1、I2、I3和电压U1、U2、U3。根据图5-2电路中各电流和电压的参考方向,确定被测电流和电压的正负号后,将数据记入表5-1中。

3. 当电源US1单独作用时,测量各电流和电压的值。

选择合适的电流表和电压表量程,确定接入电路的极性。用短接桥(或导线)将“5”和“2”

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连接起来,接通电源US1;将“6”和“3”连接起来,使电源US2不作用。分别测量电流I1、I2、I3

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和电压U1、U2、U3。根据图5-2中各电流和电压的参考方向,确定被测电流和电压的正负号后,

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将数据记入表5-1中。

4. 当电源US2单独作用时,测量各电流和电压的值。

选择合适的电流表和电压表量程,确定接入电路的极性,用短接桥(或导线)将“5”和“1”连接起来,使电源US1不工作;将“6”和“4”连接起来,接通电源US2。分别测量电流I1、I2、I3

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和电压U1、U2、U3。根据图5-2中各电流和电压的参考方向,确定被测电流和电压的正负号后,将数据记入表5-1中。

5-2

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表5-1 验证叠加原理实验数据

五. 注意事项

1. 进行叠加原理实验中,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。

2. 测量电压、电流时,要根据图5-2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。

六. 分析和讨论

1. 在进行叠加原理实验时,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,根据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,和实验数据进行相对照,并加以总结和验证。 3. 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原理? 4. 把US2用恒流源代替,思考如何安排电路原理图? 答:

1.进行叠加原理实验是,在不作用的电压源处用短路线代替,在不作用的电流源处用开路代替,这样处理是为了让电压源和电流源分别作用。

2.由实验数据及计算后可知:由两电源共同作用时各支路的电流和电压的值等于两电源分别单独作用时各支路的电流和电压的值得代数和。因为实验本身存在的误差,因此,是符合叠加原理的。 3.通过计算,三个电阻上的功率不符合叠加原理。

4.将R2于恒流源并联连接,并在恒流源的导线上接上一个开关,这样验证叠加原理时就可以控制恒流源了。

5-3

篇三:叠加原理实验报告内容

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