叠加原理和基尔霍夫定律

1、一、实验目的：一、实验目的：1、通过实验加深对叠加原理和基尔霍夫定律的内容及其适用范围的理解；2、验证线性电路叠加原理、基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定率（KVL）的正确性。二、实验原理二、实验原理 叠加原理：叠加原理：在含有多个独立电源的线性电路 中，任意支路的电流或电压等于各个独立电源分别单独激励时，在该支路所产生的电流或电压的代数和。US1、US2共同作用共同作用US1单独作用单独作用US2单独作用单独作用根据叠加原理有：111222333UUUIIIIIIIII 当电路中某一个电源单独激励时，其余不激励的理想电压源用短路线代替，不激励的电流源用开路线代替。 含有受控源的电路在应用叠加

2、原理时，在各独立电源单独激励的过程中，一定要保留所有的受控源。适用范围：线性电路适用范围：线性电路1、叠加原理只适用于线性电路，对于非线性电路不适用。 线性电路：线性电路是指完全由线性元件、独立源或线性受控源构成的电路。线性就是指输入和输出之间关系可以用线性函数表示。比如纯电阻电路就是线性电路。 2、叠加原理只适用于电压和电流的叠加，不适用于功率的叠加。基尔霍夫定律：1、基尔霍夫电流定律（KCL）：在集总电路中，任何时刻，对于任一节点，所有支路的电流代数和恒等于零。对于节点a则有：1230III2、基尔霍夫电压定律（KVL）：在集总电路中，任何时刻，沿任一闭合回路，所有支路的电压代数和恒等于零

3、。对于abcd回路有：2230SRRUUU适用范围：集总电路集总电路：在一般的电路分析中,电路的所有参数,如阻抗、容抗、感抗都集中于空间的各个点上,各个元件上,各点之间的信号是瞬间传递的,这种理想化的电路模型称为集总电路。集总电路所涉及电路元件的电磁过程都集中在元件内部进行。用集总电路近似实际电路是有条件的，这个条件是实际电路的尺寸要远小于电路工作时的电磁波长。 在两个定理对电压电流关系的描述中都用到了“代数和”，这说明在运用这两个定理时，都要考虑电压的极性和电流的方向。也就是说要考虑电路中实际的电压极性和电流方向与参考方向之间的关系。 参考方向：在电路测量和计算中，人们事先规定的一个方向。如

4、果在实际的测量与计算中得出某个元件两端电压的极性或电流的方向与参考方向相同，则把该电压值或电流值取为正值。否则就取为负值，以表示该电压的极性或电流的流向与参考方向相反。三、实验内容与步骤：三、实验内容与步骤：实验电路1、连接叠加原理实验电路，接通电源，验证线性电路满足叠加原理，测量结果填入下表。（其中电流单位：mA，电压、电位单位：V） 测量项目US1US2I1I2I3UabUcdUadUdeUfaUS1单独作用US2单独作用US1、US2共同作用2、将R5电阻换成二极管，验证非线性电路不满足叠加原理，测量结果填入下表。（其中电流单位：mA，电压、电位单位：V）测量项目US1US2I1I2I3

5、UabUcdUadUdeUfaUS1单独作用US2单独作用US1、US2共同作用3、连接基尔霍夫定律实验电路，测量并验证基尔霍夫定律，测量结果填入下表。（其中：电流单位：mA，电压、电位单位：V） 被测量I1I2I3US1 US2UfaUabUcdUadUde计算值测量值相对误差四、实验报告要求：四、实验报告要求：1、根据实验数据验证线性电路的叠加原理。2、选定实验电路中的任一个节点和任一个闭合回路，验证KCL和KVL的正确性。3、将理论值与实测值相比较，分析误差产生的原因。4、回答思考题。五、思考题：五、思考题：1、用电流实测值及电阻标称值计算R1、R2、R3上消耗的功率，以实例说明功率能否叠加？2、实验