实训操作：叠加原理的应用技巧

1.目的要求

掌握叠加原理的应用，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

2.项目分析

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。

3.设备与材料

材料清单如表1－15所示。

表1-15　材料清单

4.项目内容

项目线路如图1－84所示，用HKDG－03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”电路板。

（1）将两路稳压源的输出分别调节为12 V和6 V，接入U1和U2处，开关K3投向R5侧。

（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，记录于表1－16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），重复项目内容（2）的测量，记录之。

（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，并记录之。

图1－84　项目线路

（a）电路图；（b）仿真图(www.xing528.com)

表1-16　记录表

（5）将U2的数值调至＋12 V，重复上述第（3）项的测量，记录于表1－17中。

（6）将R5（330 Ω）换成二极管IN4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复（1）～（5）的测量过程，记录于表1－17中。

（7）任意按下某个故障设置按键，重复项目内容（4）的测量和记录，再根据测量结果判断出故障的性质。

表1-17　记录表

5.项目要求

（1）用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值的＋、－号后，记入数据表格。

（2）注意仪表量程的及时更换。

6.项目要求

（1）在叠加原理项目中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？

（2）电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？为什么？

7.项目报告

（1）根据项目数据验证线性电路的叠加性与齐次性。

（2）各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述项目数据，进行计算并做结论。

（3）对项目内容（6）进行分析，你能得出什么样的结论？