实验二 叠加原理实验.doc

电工与电子技术实验2 基尔霍夫和叠加原理实验实验二 基尔霍夫定律和叠加原理实验一、 实验目的1、 熟悉相关仪表操作规程。2、 验证基尔霍夫电流定律和电压定律。3、 验证叠加原理。二、 实验内容1、 计算并验证基尔霍夫定理。2、 按照叠加原理的理论分析步骤用实验的方法验证该原理。三、 实验元器件、仪器与设备1、 智能化电工与电子技术实验台；2、 数字式万用表；四、 实验原理1、 基尔霍夫定律基尔霍夫定律与欧姆定律为分析电路的两个最基本的定律，基尔霍夫定律概括了所有电路必须始终遵循的电流和电压基本规律。注意：在使用基尔霍夫定律之前必须为所有的电流和电压设定一个参考方向！电流定律（KCL）：任何时刻，对于任意一个节点，所有参考方向为流入节点的电流的代数和恒等于参考方向为流出节点的电流的代数和。电压定律（KVL）：任何时刻，沿任意一个回路，所有参考方向为升高的电压代数和恒等于参考方向为下降的电压代数和。 图2-1 KCL定律 图2-2 KVL定律 2、 叠加原理叠加原理是分析线性电路时常用到的非常有用的定理之一，它反应了线性电路的一个重要规律。叠加原理：在含多个（独立）电源的线性电路中，任意支路的电流和电压等于各个电源分别单独工作（激励）时，在该支路上产生的同一参考方向电流和电压的代数和。当某个电源单独工作时，其余电源都要去除，具体方法：理想电压源（恒压源）短路，理想电流源（恒流源）开路。图2-3 叠加原理注意：l 一旦某一个电流或电压分量的参考方向与其总电流或电压的参考方向不一致，使用叠加原理时应在该分量的数值前加负号，表示参考方向的改变！l 叠加原理只适用于线性电路，电路中不能含有非线性元件；即使在线性电路中，因为功率与电源激励的电压或电压不呈线性关系，所以计算功率是不能应用该原理。五、 实验预习1、 复习教材中的相关内容： “1.4 基尔霍夫定律”和“1.7 叠加原理”。2、 用叠加原理计算下图中的的总量和分量。15V图2-4 基尔霍夫定律和叠加原理实验原理图计算过程：l Us1单独工作时各分量的计算l Us2单独工作时各分量的计算l 线性叠加7六、 实验内容步骤 接电流表处1、 两个恒压源同时工作测量的总量：双刀双掷开关：l 向外，U2电源被去除l 向内：U2电源工作接电源处：红接正，黑接负叠加原理实验电路挂箱示意图片在图2-4上加上所需使用的仪表，并将此图画于图2-5位置并标上相应电流和电压的参考方向。图2-5总电压和电流的测量实验连线图按图2-5连线，检查连线是否正确后开电源选择合适仪表量程测量电流和电压的总量，并将结果填于表2-1中。根据理论计算结果，检查实验是否正确进行！2、 去除恒压源Us2，让恒压源Us1单独工作，测量分量：修改图2-5，并在图上标上参考方向画图2-6于下面所示位置。图2-6 分电压和电流的测量连线图（Us1工作、Us2去除）注意：去除恒压源Us2时，不能将电源用导线短接！应该按照下图2-7所示进行：图2-7 去除恒压源的实验方法按图1-8连线，检查连线是否正确后开电源选择合适仪表量程测量电流和电压的分量，并将结果填于表2-1中。根据理论计算结果，检查实验是否正确进行！3、 去除恒压源Us1，让恒压源Us2单独工作，测量分量：修改图2-5，并在图上标上参考方向画图2-8于下面所示位置。图2-8 分电压和电流的测量连线图（Us2工作、Us1去除）按图2-8连线，检查连线是否正确后开电源选择合适仪表量程测量电流和电压的分量，并将结果填于表2-1中。根据理论计算结果，检查实验是否正确进行！表2-1 实验结果测量项目Us1 VUs2 VI1 mAI2 mAI3 mAUab V基尔霍夫定律验证？功率叠加性验证？Us1、Us2同时工作Us1单独工作Us2单独工作4、 含非线性元件（二极管）的叠加原理的应用检验将R5两端的开关S3向下拨到连接二极管的位置，重复上述实验过程，将实验数据填于表2-2中，并检验此时电路中的相关电压、电流是否都满足叠加原理。表2-2 实验结果测量项目I1 mAI2 mAI3 mAUab V基尔霍夫定律验证？Us1、Us2同时工作Us1单独工作Us2单独工作叠加原理验证总量=分量和？七、 实验数据整理及思考题1、 整理“六、 实验内容步骤”的实验结果，对照理论计算值进行比较，说出实验数据的误差原因可能是什么？2、 如果实验图1-6中的Us1和Us2分别为现值的100倍，其余保持不变。则是否也为现值的100倍？为什么？3