基尔霍夫定律和叠加原理的验证(实验报告答案)含数据处理

77试验二 基尔霍夫定律和叠加原理的验证一、试验目的验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。性和齐次性的生疏和理解。进一步把握仪器仪表的使用方法。二、试验原理基尔霍夫定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。(KCL)ΣI＝0。(2)基尔霍夫电压定律(KVL)在电路中，对任一回路，全部支路电压的代数和恒等于零，即ΣU＝0。正；相反时，取值为负。是含源的或无源的电路，它都是普遍适用的。叠加原理〔〕线性电路的齐次性〔又称比例性，是指当鼓励信号〔某独立源的值〕增加〕K倍。三、试验设备与器件1.直流稳压电源1台2.直流数字电压表1块3.直流数字毫安表1块4.万用表1块5.试验电路板1块四、试验内容2-1接线。FIRmAmARIBU65mAI1U1RR5RERR5RE5D3C方

的方向已设定，三个闭合回路的绕行方向可设1 2 3U1=6V，U2=12V。流，数据记入表2-1。此时应留意毫安表的极性应与电流的假定方向全都。1231232-1基尔霍夫定律试验数据被测I( I( I(UUUUUUU量mA)mA)mA)(V)(V)(V)(V)(V)(V)(V)12FAABADCDDE值计算931.995.927.006.2.001980..99-5044..97-1980.值测量082.386.438.056.1.991930..24-6024..08-2970.相对7.6.6.0.-0-54.-0-5-177%51%43%8%.08%.10%17%.50%.58%.02%(1)线性电阻电路IRFmAmAIRFmAmAIRIB5U6mA151R3U1R7RKE5DC77图3.42.U1=12V，U2=6V。单独作用，2-2。测量项UUIU测量项UUIUUU目121V)(mA)(mA)UUFA(((mA)(((((实验内V)V)V)V)V)V)容U1单独作用18.-2.6.20.3.4.4.02.04694230.4280234444U2单独作用6-3.2.--1.1.-0.-0.0.051.1958373.5918216060U1 2U共167.1.8.6--0.4.3.3.2.04.05551621.16384484841-7.4.--2.2.-1.-1.02.032.3918757.1737442121U2单独作用，此时FE短接。重复试验步骤②的测量，数据记入表2-2。U1U22-2。U2=12V2-2。非线性电阻电路KIN4007侧。重复上述步骤①～⑤的2-3。表2-3叠加原理试验数据〔非线性电阻电路〕测量项测量项UUIUUUUU目121I2(mA)I3(mA)FA(((mA)(((((V)V)V)V)V)V)V)容U1单独作用2.0310738.2.56-96.1.572600.3.17474.474.U2单独作用0.0660000-6000UU共167.07.0-1.4.4.1 21 22.03.069595944.040304010000-0002.0512KR5〔330Ω〕侧。任意按下某个故障设置按2-5。表2-4故障电路的试验数据测量工程测量工程UUIIIUUUUU试验内容12123FAUU1 2(((mA)(mA)(mA)(((((V)V)V)V)V)V)V)一126.03.3.-3-11.01.08042626.26.06630.34二126.14.1-4-105.5..05071.67356.02.35.429797三126.7.07.0-23.3.3..03028181.02989898缘由和判断依据依据故障内容缘由和判断依据依据故障内容故障故障一FA之间开路I=0；U=10.34V1FA故障二AD之间电阻短路U =0；I=16.02mAAD3故障三CD之间电阻开路I=0；U =0；U2ABCD=2.02V五、试验预习试验留意事项U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。防止稳压电源两个输出端碰线短路。用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，假设仪表指针反偏，则必需流值的正确正、负号应依据设定的电流参考方始终推断。仪表量程的应准时更换。预习思考题I1、I2、I3和各电阻上的电压2-1中，以便试验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。答：基尔霍夫定律的计算值依据基尔霍夫定律列方程如下：(1) I1 + I2 = I3 (2) 〔510+510〕I1 510I3 =6 〔KVL〕(3) 〔1000+330〕I3510I3 =12〔KVL〕由方程〔1〔2〔〕解得：I1=0.00193A=1.93mAI2=0.00599A=5.99mAI3=0.00792A=7.92mA

=5100.00193=0.98V=5.99V

=5100.00193=0.98V330 试验中，假设用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么状况下可进展测量时，则会有什么显示呢？流的方向。马上红表笔接电流流入的一端”端，黑表笔接电流流出的一端”端。假设不知被测电流的方向，可以在电路的一端先接好一支表笔，另—端轻轻地碰一下，假设指针向右摇摆，说明接线正确；如(低于零点，反偏)，说明接线不正确，应把万用表的两支表笔位置调换。电流取正号，假设电流的实际方向与参考方向相反，则电流取负号。电流值的正、负号应依据设定的电流参考方始终推断。次性还成立吗？为什么？有二极管的非线性电路，不符合叠加性和齐次性。六、试验报告2.1AKCL的正确性。2-1中试验测量数据，选定结点A，取流出结点的电流为正。通KCL的正确性。I1=2.08mA I2=6.38mA I3=8.43mA即 8.432.086.380.030II2结论：I31 =0 ，证明基尔霍夫电流定律是正确的。II22.1KVL的正确性。KVL的正确性。UAD =4.02V UDE =0.97V UFA=0.93V U1=6.05V6.050.974.020.930.0301 DE AD AF结论：UU U U 0 ，证明基尔霍夫电压定律是正确的。1 DE AD AF流表的测量数据有肯定的误差，都在可允许的误差范围内。答：验证线性电路的叠加原理：验证线性电路的叠加性依据表I1UAB。通过计算，验证线性电路的叠加性是正确的。I1：单独作用时：I1〔U1单独作用〕8.69mAU2单独作用时：I1〔U2单独作用〕1.19mAU1、U2共同作用时：I1〔U1、U2共同作用〕7.55mA即7.558.691.19)7.50结论：I1〔U1、U2共同作用〕=I1〔U1单独作用〕+I1〔U2单独作用〕验证电压U ：ABABU1单独作用时：UAB

〕=242V1U2单独作用时：U 〔U单独作用〕=-3.59V1ABU1、U2共同作用时：U

2〔U1、U2共同作用〕-1.16VAB即1.162.423.59)1.17结论：U 〔U、U

共同作用〕U

〔U单独作用〕U

〔U单独作用〕AB 1 2

AB 1

AB 2因此线性电路的叠加性是正确的。验证线性电路的齐次性依据表I1UAB。通过计算，验证线性电路的齐次性是正确的。I1：U2单独作用时：I1〔U2单独作用〕1.19mA2U2单独作用时：I1〔2U2单独作用〕239mA即2.3921.19)2.38结论：I 〔2U单独作用〕=2

单独作用〕1 2 1 2验证电压U ：ABU2单独作用时：U

〕359VABAB2U2单独作用时：UAB

22〕717V27.172(3.59)7.18结论：U 〔2U单独作用〕=2 U 〔U单独作用〕AB 2 AB 2因此线性电路的齐次性是正确的。性是正确的。2-3中的数据。通过计算，证明非线性电路不符合叠加性和齐次性。附：基尔霍夫定律试验数据的相对误差计算1

1(测)

I 1(计)

1(计)

1002.081.91.937.77同理可得：； ； ； I6.51 I6.43 U0.8 U0.08； ； ； 2 3 1 2； ； U 5.10 U 4.17 U 0.50； ； FA AB AD；U 5.58 U 1.02；CD DE23ABCD由以上计算可看出：I1、I