实验2叠加原理与等效电源定理的研究-实验报告.doc

 PAGE \* MERGEFORMAT 8 实验2 叠加原理与等效电源定理的研究 一、实验名称 叠加原理与等效电源定理的研究 二、实验任务及目的 1.基本实验任务 验证叠加原理和戴维宁定理。 2.扩展实验任务 验证最大功率传输定理。 3.实验目的 掌握应用叠加原理和戴维宁定理分析电路的方法和使用条件；掌握有源二端网络等效参数的测量方法；掌握等效电路的应用；理解电路有载、开路和短路的状态以及测试方法；理解阻抗匹配的概念。 三、实验原理及电路 1.实验原理 叠加原理，在线性电路中，有多个电源同时作用时，任一支路的电流或电压都是电路中每个独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流或电压的代数和。 戴维宁定理，任何一个线性有源二端网络，总可以用一个理想电压源和一个等效电阻串联来代替。 最大功率传输定理，当外阻等于内阻时，负载获得最大功率。 图2.1 叠加原理实验电路 * U1 + _ I1 R1=470Ω Ω + _ U3 _ + US2=8V – S2 D C R2=200Ω Ω * + U2 * I2 + US1=16V – S1 A R3=300Ω B I3 2.实验电路 S1 R1=470Ω R2=200Ω Ω R3=300Ω + US1=16V – RL=100Ω S2 B * * * A D C I1 I2 I3 IL 图2.2 戴维宁定理实验电路 IL Ro=200Ω + _ RL + - UL * E=10V 图2.4 最大功率传输条件的验证实验电路 + _ Uoc RL R0 C 图2.3 戴维宁等效电路 D IL‘ 四、实验仪器及器件 1.实验仪器 双路直流稳压电源1台，直流电流表1台，万用表1台。 2.实验器件 双刀双掷开关2个，电阻箱1个，电流插孔3个，200Ω/2W电阻1个，300Ω/2W电阻1个，470Ω/2W电阻1个，1kΩ/2W电阻1个。 五、实验方案与步骤 1.用万用表直流电压档监测，调节直流稳压电源两路输出分别为16V和8V。 2.按图2.1接线，根据计算值，选择电流表、万用表合适量程，测量并记录实验数据。 3.按图2.2接线，根据计算值，选择电流表、万用表合适量程，测量并记录实验数据；按图2.3接线，重新用万用表直流档监测，调节直流稳压电源电压为开路电压UOC，用电阻箱调出等效内阻R0，选择电流表、万用表合适量程，测量并记录实验数据。 4.按图2.4接线，用万用表直流档监测，调节直流稳压电源电压为10V，根???计算值，选择电流表、万用表合适量程，测量并记录实验数据。 六、实验数据 1.基本实验内容 (1)验证叠加原理 图2.5 US1单独作用仿真图 表2.1 US1单独作用数据 项目I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)U3(V)仿真值测量值误差值（%） 图2.6 US2单独作用仿真图 表2.2 US2单独作用数据 项目I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)U3(V)仿真值测量值误差值（%） 图2.7 US1和US2共同作用仿真图 表2.3 US1和US2共同作用数据 项目I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)U3(V)仿真值测量值误差值（%） （2）验证戴维宁定理 图2.8 戴维宁定理UOC仿真图 图2.9 戴维宁定理IS仿真图 图2.10 戴维宁定理RO仿真图 图2.11 戴维宁定理UL、IL仿真图 表2.4 戴维宁定理数据 开路电压UOC（V）短路电流IS（mA）等效内阻R0（Ω）负载电压UCD（V）负载电流IL（mA）仿真值测量值误差值（%） 图2.12 戴维宁定理等效电路仿真图 表2.5 戴维宁等效电路数据 等效电动势E（V）等效内阻R0（Ω）负载电压U?CD（V）负载电流I?L（mA）仿真值测量值误差值（%） 2.扩展实验内容 图2.13 负载100Ω时输出功率仿真图 表2.6 负载100Ω时输出功率数据 UL （V）IL（mA）负载功率 PL（mW）电源功率 P（mW）电源效率η（%）仿真值测量值误差值（%） 表2.7 负载200Ω时输出功率数据 UL （V）IL（mA）负载功率 PL（mW）电源功率 P（mW）电源效率η（%）仿真值测量值误差值（%）