电工学实验——基尔霍夫定律和叠加定理的验证

实验二基尔霍夫定律和叠加定理的验证1、学习multisim7仿真软件的使用2、验证KCL和KVL3、验证叠加定理，加深对该定理的理解5、加深对电流和电压参考方向的理解实验目的实验内容1、用multisim7仿真软件绘制电路图2、验证KCL和KVL定律3、线性电压源电路叠加定理验证4、非线性电路叠加定理验证（选做）实验设备本实验采用Multisim仿真软件完成，也可作为开放实验自行搭接线路完成。搭接线路时，使用以下仪器：数字式万用表指针式万用表直流稳压电源直流恒流源和电阻箱九孔相连六孔相连线上的孔相连九孔板元器件及托盘1．使用指针式仪表时，要特别关注指针的偏转情况，及时调换表的极性，防止指针打弯或损坏仪表。2．测量电压、电流时，要根据实验书中图2-3，3-2中各电流和电压的参考方向，来判断实际方向，一致为正，不一致为负。3．进行叠加原理实验中，电压源Us不作用，是指Us处用短接线代替，而不是将Us本身短路。实验注意事项用multisim7仿真软件绘制电路图实验内容和线路1Multisim7是加拿大ElectronicsWorkbench公司的EDA产品，在高校学生中作为电路、电子技术等电子信息课程学习的辅助工具被广泛使用。借助它可以有效地提高学习效率，加深了对电路、电子技术课程内容的理解。在个人计算机上安装了Multisim7电路仿真软件，就好像将电子实验室搬回了家和宿舍，就完全可以在家或宿舍的个人电脑上进行电路与电子技术实验。1．建立电路原理图方便快捷Multisim为用户提供有数量众多的现实元器件和虚拟元器件，分门别类地存放在14个器件库中，绘制电路图时只需打开器件库，再用鼠标左键选中要用的元器件，并把它拖放到工作区，当光标移动到元器件的引脚时，软件会自动产生一个带十字的黑点，进入到连线状态，单击鼠标左键确认后，移动鼠标即可实现连线，搭接电路原理图既方便又快捷。Multisim具有以下突出的特点虚拟元器件工具栏元器件工具栏2.用虚拟仪器仪表测试电路性能参数及波形准确直观用户可在电路图中接入虚拟仪器仪表，方便地测试电路的性能参数及波形，Multisim软件提供的虚拟仪器仪表有数字万用表、函数信号发生器、示波器、扫描仪、逻辑分析仪、逻辑转换仪、功率表、失真分析仪等，这些仪器仪表不仅外形和使用方法与实际仪器相同，而且测试的数值和波形更为精确可靠。万用表信号发生器示波器功率表3．多种类型的仿真分析Multisim可以进行直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、失真分析等，分析结果以数值或波形直观地显示出来。4.提供了与其他软件信息交换的接口Multisim可以打开由PSpice等其他电路仿真软件所建立的Spice网络表文件，并自动形成相应的电路原理图。也可将Multisim建立的电路原理图转换为网络表文件，提供给Ultiboard模块或其他EDA软件（如Protel、Orcad等）进行印制电路板图的自动布局和自动布线。主窗口的最上部是标题栏，显示当前运行的软件名称。接着是菜单栏、再向下一行是系统工具栏、屏幕工具栏、设计工具栏、使用元件列表窗口和仿真开关，主窗口中部最大的区域是电路工作区，用于建立电路和进行电路仿真分析。窗口的左侧是器件库工具栏，右侧为仪器库工具栏。主窗口最下方是状态栏，显示当前的状态信息。右上仿真运行与停止按钮相当于电源开关。软件界面1.从左侧元器件库选择所需元器件，并放置到工作区；2.对工作区摆放的元器件调整其布局，使之美观、整齐；3.连接导线；4.在需进行测试测量的地方（节点）放置测量仪器，如万用表、示波器等；5.设置仿真参数；6.运行仿真，观察波形和仿真数据；若仿真结果不合要求，分析原因，再修改元器件参数和仿真参数，再观察分析仿真结果。仿真设计步骤如下：验证KCL实验内容和线路2验证KCL实验数据I1(mA)I2(mA)I3（mA）ΣI5101I4RS1UA15VS2U10V3R1R2R2201501002I3Iacebd验证KVL实验内容和线路2验证KVL实验数据回路1(beab)Ube(V)Uea(V)Uab(V)ΣU回路2(bcdeb)Ubc(V)Ucd(V)Ude(V)Ueb(V)ΣU5101I4RS1UA15VS2U10V3R1R2R2201501002I3Iacebd线性电压源电路叠加定理验证3叠加原理实验数据表S1U10VS2U15V2R1R3R100330512I3U2U1I1U3I电压电流源混合电路的叠加原理实验线路4叠加原理实验数据表非线性电阻元件构成电路叠加原理验证（选做实验）5叠加原理实验数据表(二极管)S1U10VS2U15V2RIN40073R100512I3U2U1I1U3I