实验2.2叠加原理和等效电源定理的研究的实验报告.docVIP

 PAGE \* MERGEFORMAT 6 实验2.2 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 理解和掌握叠加原理和戴维宁定理；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。 R2 Ω * A * + _ U3 _ + U2 U1 + _ R3 + US1 – + US2 – S1 S2 B * D C I1 I2 I3 R1 Ω 图2.2.1 叠加原理实验电路 2.实验电路 R1 R2 Ω R3 + US1 – RL S1 S2 B * * * A D C I1 I2 I3 图2.2.2 戴维宁定理实验电路 IL + _ Uoc RL R0 C 图2.2.3 戴维宁等效电路 D IL‘ IL Ro + _ E RL 图2.2.4 最大功率传输 条件的验证实验电路 + - UL * 四、实验仪器及器件 1.实验仪器 双路直流稳压电源1台，使用正常；直流电流表1台，使用正常；万用表1台，使用正常。 2.实验器件 双刀双掷开关2个，使用正常；电阻箱1个，使用正常；电流插孔3个，使用正常； 200Ω/2W电阻1个，300Ω/2W电阻1个，470Ω/2W电阻1个，1kΩ/2W电阻1个，使用正常。 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2.2.1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2.2.2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2.2.3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2.2.4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。 六、实验数据 1.基本实验内容 图2.2.5 叠加原理multism11仿真图 表2.2.1 叠加原理数据记录与分析 电源I1（mA）I2（mA）I3（mA）测量仿真误差%测量仿真误差%测量仿真误差%US1作用271611US2作用-8.135-2113US1.US2作用19-4.60924表2.2.2 叠加原理数据记录与分析 电源U1（V）U2（V）U3（V）测量仿真误差%测量仿真误差%测量仿真误差%US1作用12.7463.2543.254US2作用-3.824-4.1763.824US1.S2作用8.922-0.9227.708 图2.2.6 戴维宁定理multism11仿真图 表2.2.3 戴维宁定理实验数据记录 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）计算6.23416389.6254.5074.508测量误差%戴维宁等效电路等效电动势E（V）等效内阻R0（Ω）负载电压U?CD（V）负载电流I?L（mA）6.234389.74.4864.486 注：实际电阻箱最小只能调到0.1Ω！ 2.扩展实验内容 表2.2.4 最大功率传输数据记录 RL（Ω）100200300400 500 UL （V）仿真3.33566.6677.143测量误差IL（mA）仿真3325201714测量误差负载功率 PL（mW）仿真111.11125120.001111.113102.043测量误差电源功率 P（mW）仿真330250200170140测量误差电源效率η（%）计算33.7%50%60%65.4%72.9%测量误差