大学物理叠加原理的认识与应用论文

题目：大学电工实验论文

——大学物理叠加原理的认识与应用

大学电工实验论文

——大学物理叠加原理的认识与应用

摘要：

叠加原理就是在任一线性网络中，若有几个独立的电流源或电压源共同作用时，他们在电路中任一支路产生的电流或在任意两点间产生的电压降，等于各个电压源或电流源单独使用时在该部分产生的电流或电压降的代数和。为了验证叠加原理的正确性，为了更深入了解叠加原理，我进行了验证叠加原理真实性的实验。第一步先让电压源Us单独作用记录下测量值，第二步让电流源Is单独作用记录下测量值，第三步让电压源Us与电流源Is同时作用并记录下测量值。然后将Us与Is单独作用时的测量值相加与他们同时测量时的值比较得出了叠加原理的真确性。叠加原理可以使我们的物理解题和研究变得更加轻松。

关键词：电工实验 物理实验 叠加原理

首先介绍一下本实验所要使用到的实验仪器和实验器材。①可调电压源（电源板DS-2B-11）一台；②可调电流源（电源板DS-2B-12）一台；③直流电流表、直流电压表（仪表板DS-2B-01）各一只;④电阻：100Ω、200Ω、300Ω、500Ω（元件板DS-2B-02）各两只。由于本人做这个实验时条件有限，所以使用的是Electronics Workbench 物理仿真软件其效果与实验室中的仪器实验基本相同。

实验即按照叠加原理（在任一线性网络中，若有几个独立的电流源或电压源共同作用时，他们在电路中任一支路产生的电流或在任意两点间产生的电压降，等于各个电压源或电流源单独使用时在该部分产生的电流或电压降的代数和）进行。用仿真软件Electronics Workbench画实验电路图的时候要注意各个节点之间准确连接，不可出现虚接。

由于仿真软件是英文版的选仪器时要特别注意一下，不要选错。如果在实验室用仪器做实验，要注意各支路必须接入电流插口，以便测量电流。下面开始实验，电路图如下：

根据以给出的数据理论计算出I0,I1,I2,I3,I4,I5,Uad，Udc，Uca。

①Us单独作用时，根据

可求得：

I0=34.28mA， I1=20mA， I2=14.28mA， I3=20mA，

I4=14.28mA， I5=0mA， Uad=6V， Udc=-3.14V， Uca=-2.86V

②Is单独作用时，根据

用回路分析法可求得：

I0=9.429mA， I1=-12mA， I2=21.429mA， I3=18mA，

I4=-8.571mA， I5=30mA， Uad=-3.6V， Udc=7.9V， Uca=-4.28V

③Is，Us共同作用时根据：

可求得：

I0=43.7mA， I1=8mA， I2=35.7mA， I3=38mA，

I4=5.7mA， I5=30mA， Uad=2.4V， Udc=4.75V， Uca=-7.14V

实验方法及实验步骤：

①电压源Us单独作用时，按上图测量各支路电流和节点之间的电压。

在实验室用仪器做的时候，应将双向开关K向下合上，而电流Is不作用， 应将电流源的开关K1（图中未画出）断开，即Is=0，电流源支路相当于开路。

②电流源Is单独作用时，测量各支路电流和节点之间的电压。

在实验室用仪器做的时候，应将电流源的开关K1合上，而电压源Us不作用时应将开关K向上合上。

③电压源Us和电流源Is共同作用时，测量各支路电流和节点之间的电压。

在实验室用仪器做的时候，电压源开关K向上合上，电流源开关也要合上，同时打开电压源Us和电流源Is。

按照以上实验内容一步一步地认真仔细进行实验，测量出各项需要测量的实验数据填入下表中：

叠加原理测量值与计算值记录表格；

分析上表得：

Us和Is共同作用的计算值I=I’+I’’

Us和Is共同作用的计算值U=U’+U’’

Us和Is共同作用的测量值I=I’+I’’

Us和Is共同作用的测量值U=U’+U’’

经过计算得出上表各项数据，分析上表各项数据发现：电压源Us和电流源Is单独作用时测量的结果数据（以及计算值）之和与电压源Us和电流源Is共同作用时所测出的结果数据（以及计算值）几乎相同，因为存在不可避免的实验误差，所以我可以得出结论叠加原理是准确无误的即：在任一线性网络中，若有几个独立的电流源或电压源共同作用时，他们在电路中任一支路产生的电流或在任意两点间产生的电压降，等于各个电压源或电流源单独使用时在该部分产生的电流或电压降的代数和。

叠加原理给我们的大学物理学习带来极大的方便，让我们更清楚，更科学的认识了大学物理中我们所要学习的科学知识，如果要在实验室用仪器来验证叠加原理要注意各实验仪器和器材之间的正确连接，注意各支路必须接入电流插口，以便测量电流。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，并应正确判断测得值的＋、－号。 仪表量程要及时更换。

参考文献;

①《电路分析》第二版（普通高等教育“十一五”国家级规划教材） 第125页 叠加定理

②《电工实验基础》（李桂安主编 东南大学出版社 ）第79页

③《Mechanical Engineering Design》,By Joseph Edward Shigley, Charles R. Mischke, Richard Gordon Budynas, Published 2004 McGraw-Hill Professional, p. 192 ISBN 0-07-252036-1

④《Quantum Mechanics》 Kramers, H.A. publisher Dover, 1957, p. 62 ISBN 978-0-486-66772-0

致谢： 电工实验老师 电路分析课程老师 三江学院物理实验室

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/bc335cbcc77da26925c5b0f2.html