2基尔霍夫定律及叠加原理的验证实验报告答案解析435.docx
《2基尔霍夫定律及叠加原理的验证实验报告答案解析435.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2基尔霍夫定律及叠加原理的验证实验报告答案解析435.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2基尔霍夫定律及叠加原理的验证实验报告答案解析435
南昌大学电工学实验报告
学生姓名：
王学瑞学号61专业班级：
本硕111班
实验时间：
16时00分第三周星期二指导老师：
郑朝丹成绩：
基尔霍夫定律和叠加原理的验证
实验目的：
1.验证基尔霍夫定的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
2.验证线性电路中叠加原理的正确性及其适用范围，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
3.进一步掌握仪器仪表的使用方法。
实验原理：
1．基尔霍夫定律
基尔霍夫定律是电路的基本定律。
它包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。
（1）基尔霍夫电流定律（KCL）
在电路中，对任一结点，各支路电流的代数和恒等于零，即ΣI＝0。
（2）基尔霍夫电压定律（KVL）
在电路中，对任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零，即ΣU＝0。
基尔霍夫定律表达式中的电流和电压都是代数量，运用时，必须预先任意假定电流和电压的参考方向。
当电流和电压的实际方向与参考方向相同时，取值为正；相反时，取值为负。
基尔霍夫定律与各支路元件的性质无关，无论是线性的或非线性的电路，还是含源的或无源的电路，它都是普遍适用的。
2．叠加原理
在线性电路中，有多个电源同时作用时，任一支路的电流或电压都是电路中每个
南昌大学电工学实验报告
学生姓名：
王学瑞学号61专业班级：
本硕111班
实验时间：
16时00分第三周星期二指导老师：
郑朝丹成绩：
独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流或电压的代数和。
某独立源单独作用时，其它独立源均需置零。
（电压源用短路代替，电流源用开路代替。
）
线性电路的齐次性（又称比例性），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（即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小K倍。
实验设备与器件：
1.基尔霍夫定律电路板1块；导线若干
2.直流稳压电源两路
3.直流数字电压表，电流表
4.万用表
实验内容：
1．基尔霍夫定律实验
（1）实验前，可任意假定三条支路电流的参考方向及三个闭合回路的绕行方
南昌大学电工学实验报告
学生姓名：
王学瑞学号61专业班级：
本硕111班
实验时间：
16时00分第三周星期二指导老师：
郑朝丹成绩：
向。
图2-1中的电流I1、I2、I3的方向已设定，三个闭合回路的绕行方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。
（2）分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1=6V，U2=12V。
（3）将电路实验箱上的直流数字毫安表分别接入三条支路中，测量支路电流，
数据记入表2-1。
此时应注意毫安表的极性应与电流的假定方向一致。
（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，数据记
入表2-1。
表2-1基尔霍夫定律实验数据
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
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
2．叠加原理实验
（1）线性电阻电路
按图2-2接线，此时开关K投向R5（330Ω）侧。
图.
南昌大学电工学实验报告
学生姓名：
王学瑞学号61专业班级：
本硕111班
实验时间：
16时00分第三周星期二指导老师：
郑朝丹成绩：
①分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1=12V，U2=6V。
②令电源U1单独作用，BC短接，用毫安表和电压表分别测量各支路电流
及各电阻元件两端电压，数据记入表2-2。
表2-2叠加原理实验数据（线性电阻电路）
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
0
U2单独作用
0
③令U2单独作用，此时FE短接。
重复实验步骤②的测量，数据记入表2-2。
④令U1和U2共同作用，重复上述测量，数据记入表2-2。
⑤取U2=12V，重复步骤③的测量，数据记入表2-2。
（2）非线性电阻电路
按图2-2接线，此时开关K投向二极管IN4007侧。
重复上述步骤①～⑤的测量过程，数据记入表2-3。
南昌大学电工学实验报告
学生姓名：
王学瑞学号61专业班级：
本硕111班
实验时间：
16时00分第三周星期二指导老师：
郑朝丹成绩：
表2-3叠加原理实验数据（非线性电阻电路）
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
0
U2单独作用
0
0
0
0
0
0
0
0
U1、U2共同作用
0
0
注意事项：
1.实验注意事项
（1）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。
（2）防止稳压电源两个输出端碰线短路。
（3）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。
（4）仪表量程的应及时更换。
思考题：
（3）实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗为什么
答：
电阻改为二极管后，叠加原理不成立。
因为二极管是非线性元件，含有二极管的非线性电路，不符合叠加性和齐次性。
南昌大学电工学实验报告
学生姓名：
王学瑞学号61专业班级：
本硕111班
实验时间：
16时00分第三周星期二指导老师：
郑朝丹成绩：
数据处理：
1.根据实验数据，选定实验电路图中的结点A，验证KCL的正确性。
答：
依据表2-1中实验测量数据，选定结点A，取流出结点的电流为正。
通过计算验证KCL的正确性。
I1=mAI2=I3=
即＋－=≈0
结论：
I3
I1
I2=0，证明基尔霍夫电流定律是正确的。
2.根据实验数据，选定实验电路图中任一闭合回路，验证KVL的正确性。
答：
依据表2-1中实验测量数据，选定闭合回路ADEFA，取逆时针方向为回路的绕行方向电压降为正。
通过计算验证KVL的正确性。
UAD=VUDE=VUFA=U1=
－－－=≈0
结论：
，证明基尔霍夫电压定律是正确的。
同理，其它结点和闭合回路的电流和电压，也可类似计算验证。
电压表和电流表的测量数据有一定的误差，都在可允许的误差范围内。
南昌大学电工学实验报告
学生姓名：
王学瑞学号61专业班级：
本硕111班
实验时间：
16时00分第三周星期二指导老师：
郑朝丹成绩：
误差分析及实验小结：
基尔霍夫定律实验数据的误差原因分析
产生误差的原因主要有：
1）电阻值不恒等电路标出值，以510Ω电阻为例，实测电阻为515Ω，电阻误差较大。
2）导线连接不紧密产生的接触误差。
3）仪表的基本误差。
（3）基尔霍夫定律实验的结论
数据中绝大部分相对误差较小，基尔霍夫定律是正确的。
叠加原理的验证实验小结
（1）测量电压、电流时，应注意仪表的极性与电压、电流的参考方向一致，这样纪录的数据才是准确的。
（2）在实际操作中，开关投向短路侧时，测量点F延至E点，B延至C点，否则测量出错。
（3）线性电路中，叠加原理成立，非线性电路中，叠加原理不成立。
功率不满足叠加原理。
升级会员 