《大学“电路分析基础”课程实验合集.实验四》丨线性电路特性的研究

实验四   线性电路特性的研究

目录

1 实验目的

2 实验仪器与设备

3 实验原理

4 实验预习

5 实验内容与步骤

6 实验要求与注意事项

7 实验报告与思考题

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1 实验目的

1. 加深对线性电路主要特性（齐次性、叠加性、置换性）的理解。

2. 学习线性电路主要特性的研究方法。

2 实验仪器与设备

万用表                                              一台

电路综合实验箱                                      一台

3 实验原理

1. 齐次性：在含一个独立源的线性电路中，每一个响应（电压或电流）与该独立源的数值成线性关

系，即当某一独立源增加或减小k倍时，由其在各元件上产生的电压或电流也增加或减小k倍。称为

线性电路的齐次性（或比例性）。

2. 叠加性：由多个独立源组成的线性电路中，每一个响应（电压或电流）可以看成是由每一个独立

源单独作用所产生响应的代数和，这一特性称为叠加性（或叠加定理）。

3. 置换性：在具有唯一解的线性或非线性电路中，若已知某一支路的电压为u，电流为i，那么该支

路可以用“us=u”的电压源替代，或者用“is=i”的电流源替代。替代后电路其它各处的电压、电流均保

持原来的值。

定理所说的某支路可以是无源的，也可以是喊独立源的，或是一个二端电路（又称广义支路）。但

是，被替代的支路与原电路的其它部分间不应有耦合。

4 实验预习

1. 预习有关的理论知识，认真阅读实验原理部分。

2. 按照图1-1所示电路，计算各待测理论值，分别填入表1-1、表1-2。

5 实验内容与步骤

1. 线性电路叠加定理的研究

按图1-1所示在“线性电路研究模块”实验板上搭建实验电路。

（1）US1的电源输出端接到2P20（US2单独作用时，2P20与GND相连），2P22与2P05相连，电

阻2R4与2R5串联成一个300Ω的电阻，2P08与2P05相连，US2的电源输出端与2P06相连（US1单

独作用时，2P06与GND相连），2P09接到GND。

（2）搭建好实验电路之后，测量当电源US1 、US2 分别作用（只接入一路电源）和同时作用时，

各支路中的电压（或电流），填入表1-1中，并计算各支路电阻上消耗的功率及电源提供的功率

，分别研究以下问题：

图1-1  叠加定理研究实验电路

1）电路中任一支路中电压（或电流）与电源之间是否符合叠加定理？

2）US1、US2同时作用时任一电阻元件上消耗的功率与US1、US2单独作用时该电阻元件上消耗

的功率之和是否符合叠加定理？

3）电源US1、US2同时作用电路消耗的总功率与US1、US2单独作用时提供的功率之和是否符合

叠加定理？

2. 线性电路齐次性的研究

按图1-1实验电路，使US1=0V（将US1电源去掉，用短接线联接R1、R2两端）。按表1-2测量数

据，填入表中。

表1-2  电路齐次性的研究

电压 电源	UR1（V）		UR2（V）		UR3（V）		IR2（mA）
	理论值	实测值	理论值	实测值	理论值	实测值	理论值	实测值
US2=5V
US2=10V
US2=15V

6 实验要求与注意事项

1. 注意正确地使用万用电表。

2. 所有测量电路中的电源电压数值，应以万用电表测量的数值为准。

7 实验报告与思考题

1. 列写各测量数据表。

2. 对测量结果进行分析，加深对三个重要定理的理解。