实验：基尔霍夫定律及叠加原理实验

实验：基尔霍夫定律及叠加原理实验一、实验目的1.验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。2.验证线性电路叠加原理的正确性，理解线性电路的叠加性和齐次性。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。运用上述定律时必须注意各支路电流或闭合回路的正方向，此方向可预先任意设定。叠加原理指出：在有几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（即在电路其他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。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1直流稳压电源0～30V可调二路CG11挂件2万用表1自备3直流数字电压表0～500V1CX21挂件4直流数字毫安表0～2000mA1CX21挂件5电阻330Ω/0.25W1透明元件盒6510Ω/0.25W3透明元件盒71K/0.25W1透明元件盒8二极管IN40071透明元件盒9九孔板1CG20挂件四、实验内容1.利用实验器件组成图5-1所示电路，完成基尔霍夫定律实验。图5-11)实验前先任意设定三条支路电流正方向。如图5-1中的I1、I2、I3的方向已设定。闭合回路的正方向可任意设定。DC段线路接入330Ω电阻。2)分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。3)用直流毫安表测量I1，I2，I3的值，记录下表5-1中。4)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，记录下表5-1中。表5-1被测量I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UBC(V)UCD(V)UDA(V)UDE(V)UEF(V)UFA(V)计算值测量值相对误差2.叠加定理的验证：实验电路如图5-1所示1)按图5-1电路接线，取U1＝+6V，U2为可调直流稳压电源，调至+12V。2)令U1电源单独作用时，用直流数字电压表和毫安表测量各支路电流及各电阻元件两端电压，数据记入表格5-2中。3)令U2电源单独作用时，重复实验步骤2的测量和记录。4)令U1和U2共同作用时，重复上述的测量和记录。表5-2测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UBC(V)UCD(V)UDA(V)UEF(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用5）将RS（330Ω）换成二极管1N4007重复1～5的测量过程，数据记入表5-3。表5-3测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UBC(V)UCD(V)UDA(V)UEF(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用五、实验注意事项1.用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值的＋、－号后，记入数据表格。2.注意仪表量程的及时更换。六、预习思考题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，若有一个电阻器改为二极管，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。2.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。