基尔霍夫定律与叠加原理的验证

实验二基尔霍夫定律与叠加原理的验证一、实验目的1.验证基尔霍夫定律和叠加定理的正确性，加深对基尔霍夫定律和叠加定理的理解。2.学会用电流插头、插座测量各支路电流。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每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每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（即在电路中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。运用上述定律原理时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，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双路直流可调稳压电源0~30V12数字万用表VC9801A+1自备3直流电压表0~200V14电位、电压测定实验电路板1DGJ-03•实验内容（一）基尔霍夫定律的验证图2-1实验线路如图2-1，用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。1.实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图2-1中的I1、I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。2.分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。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)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)计算值测量值相对误差（二）叠加定理的验证实验线路如图2-2所示，用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。图2-21.将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。2.令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2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的电压，数据记入表2-1。表2-1测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用3.令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表2-1。4.令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表2-1。5.将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表2-1。五、实验注意事项2．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。3.防止稳压电源两个输出端碰线短路。4.用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。六、预习思考题1.根据图2-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。2.实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，应如何处理？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？1.在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？2.实验电路中，若添加一个二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？七、实验报告1.根据实验数据，选定节点A，验证KCL的正确性。2.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。3.根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。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。5.通过实验步骤6及分析表格2-2的数据，你能得出什么样的结论？6心得体会及其他。