验证叠加定理的实验结果

1.训练目的

（1）验证基尔霍夫电流定律和叠加定理。

（2）加深对电流、电压参考方向的理解。

（3）进一步熟悉直流稳压电源、万用表的使用。

2.原理说明

（1）基尔霍夫电流定律（K CL）：∑I=0。

（2）叠加定理：在线性电路中，当有两个或两个以上的独立电源作用时，则任意支路的电流或电压，都可以认为是电路中各个电源单独作用而其他电源不作用时，在该支路中产生的电流分量或电压分量的代数和。

（3）电压、电流的参考方向。

如图2-5-1所示，设电流参考方向由A 到B，则当电流从电流表正极流入负极流出，电流表正向偏转，电流的实际方向与参考方向一致；将电流表正负极交换连接后，读取读数，电流即为负值，表示电流的实际方向与参考方向相反。

图2-5-1　电流参考方向

电压的参考方向与测量时正负值的确定与电流的类似。

3.训练设备

（1）可调直流稳压电源（0～30 V）。

（2）万用表。

（3）直流数字毫安表。

（4）直流数字电压表。

（5）二极管。

（6）稳压管。

（7）白炽灯。

（8）线性电阻器（1 kΩ/1 W）。

4.训练内容

（1）按图2-5-2 接线，借助万用表调整稳压电源输出电压，使US1＝9 V（左边），US2＝6 V（右边），然后将左右两路电源接入电路板。(www.xing528.com)

图2-5-2

（2）两电源共同作用时，测量各电流、电压值。

开关S1、S2分别合向1—1′、3—3′，接通US1、US2，线路板上面的接线端子用导线连接。

电压挡量程取10 V，电流挡量程取100　mA（根据预习时计算出的电流值和电压值，选取万用表电压挡和电流挡的合适量程），根据图中电压、电流的参考方向，测量各电流、电压值，并确定正负号，记入表2-5-1中。（3）电源US1单独作用时，测量各电流、电压值。

表2-5-1

开关S1合向1—1′，开关S2合向4—4′，电源US2不起作用，按上述方法测出U1′、U2′、U3′和I1′、I2′、I3′，并确定正负号，将测量结果记入表2-5-2中。

（4）电源US2单独作用时，测量各电流、电压值。

开关S1合向2—2′，开关S2合向3—3′，电源US1不起作用，按上述方法测出U1″、U2″、U3″和I1″、I2″、I3″，并确定正负号，将测量结果记入表2-5-2中。

表2-5-2

5.训练注意事项

（1）用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性。

（2）注意仪表量程的及时更换。

6.思考题

（1）根据表2-5-1 和表2-5-2 的实验数据，验证KCL 和叠加定理的正确性，分析产生误差的原因。

（2）训练中为什么要假定电流、电压的参考方向？它与电流、电压的测量及数值正负有什么关系？

（3）用测量所得的数据验证R3上的功率是否符合叠加定理，叠加定理为什么不适用于功率？

7.训练报告内容

（1）用测量所得的数据验证电路各元件上的电压、电流、功率是否符合叠加定理。

（2）用测量所得的数据验证电路各元件上的功率是否符合叠加定理，并做解释。