基尔霍夫定理的验证和叠加定理.doc

基尔霍夫定律的验证一、实验目的1验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。2学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。二、原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。即对电路中的任一个节点而言，应有0；对任何一个闭合回路而言，应有0。运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1直流稳压电源6V、12V切换12可调直流稳压电源030V13万用电表14直流数字电压表15直流数字毫安表16电位、电压测定实验线路板1DGJ03 四、实验内容实验线路如图6111所示。 6111 实验线路1实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示。2分别将两路直流稳压电源（一路如E1为6，12V切换电源，另一路，如E2为030V可调直流稳压源）接入电路，令E16V，E212V。3熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“、”两端。4将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，记录电流值。5用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。被测量I1(mA)I2(mA)I3(mA)E1(v)E2(v)UFA(v)UAB(v)UAD(v)UCD(v)UDE(v)计算值1.935.997.926.0012.000.98-5.994.04-1.970.98测量值2.106.378.426.0012.000.91-5.914.02-2.020.91相对误差8.10%5.97%5.94%00-7.69%-1.35%-0.50%2.48%-7.69%五、实验报告1根据图6-1-1-1的电路参数，计算出待测电流I1、I2、I3和各电阻上电压值，填入表中，以便实验测量时，可正确选定毫安表和电压的量程。2实验中，若用万用电表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，就如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？3根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证KCL的正确性。 答：I1+ I2=2.10+6.37=8.47= I34根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。 答：UAD+ UDE+ UFA=4。02+0.91+0.91V=5.84V= E15误差原因分析。 答：电阻值不恒等电路表出值，电阻误差较大；仪表的基本误差。注意:1所有需要测量的电压值，均以电压表测量计数为准，不以电源表盘指示为准。2防止电源两端碰线短路。3若用指针式电流表时行测量时，要识别电流插头所接电流表的“、”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏，（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。 叠加原理的验证一、实验目的验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。二、原理说明叠加原理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过第一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由第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（即在电路其他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。三、实验设备及器件序号名 称型号与规格数量备注1直流稳压电源6，12V切换12可调直流稳压电源030V13直流数字电压表14直流数字毫安表15迭加原理实验线路板1DGJ03四、实验内容实验电路如图6121所示1按图6121电路接线，E1为6V、12V切换电源，取E112V，E2为可调直流稳压电源，调至6V。2令E1电源单独作用时（将开关S1投向E1侧，开关S2投向短路侧），用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端电压，数据记入表格中。 图6121 实验线路 测量项目实验内容E1（v）E2(v)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(v)UCD(v)UAD(v)UCE(v)UFA(v)E1单独作用12.000.0027.80-7.8020.002.350.793.155.154.36E2单独作用0.006.00-3.5710.586.83-3.45-1.201.23-1.80-0.63E1、E2共同作用12.006.0023.603.8027.30-1.20-0.414.383.353.822 E2单独作用0.0012.00-7.5022.6015.30-7.05-2.392.47-3.60-1.243令E2电源单独作用时（将开关S1投向短路侧，开关S2投向E2侧），重复实验步骤2的测量和记录。 4令E1和E2共同作用时（开关S1和S2分别投向E1和E2侧），重复上述的测量和记录。 5将E2数值调至12V，重复上述第3项的测量并记录。6将R5换成一只二极管IN4007（即将开关S3投向二极管D侧）重复15 的测量过程，数据记入表格中。 测量项目实验内容E1（v）E2(v)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(v)UCD(v)UAD(v)UCE(v)UFA(v)E1单独作用12.000.003.83-1.132.702.590.603.195.134.52E2单独作用0.006.000.000.000.000.00-5.990.00-5.990.00E1、E2共同作用12.006.003.470.003.480.00-1.924.072.174.082 E2单独作用0.0012.000.000.000.000.00-12.250.00-12.250.00五、实验报告1叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E1或E2）置零（短接）？ 答：将开关打向另一侧，断开其中一个，相当用一根短线连接电路。不能直接置零，要将它断开再用一根短线连接电路。2实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？答：不成立。因为叠加原理是电路线性关系的应用。3根据实验数据验证线性电路的叠加性与齐次性。答：电压UAB=2.35-3.45=-1.10（-1.20）4各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据进行计算并作结论。 答：不行。因为叠加原理是电路线性关