仿真验证KCLKVL定律和叠加定理戴维南定理.docx

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仿真验证KCLKVL定律和叠加定理戴维南定理

二、实验项目名称：

Multisim仿真软件环境联系

三、实验学时：

四、实验原理：

（包括知识点，电路图，流程图）

1.基尔霍夫电流定律

对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。

即∑I=0

2.基尔霍夫电压定律

在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。

即∑U=0

（3）.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。

）

4.戴维南定理

任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。

戴维南定理指出：

任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

五、实验目的：

1.熟悉并掌握Multisim仿真软件的使用

2.掌握各种常用电路元器件的逻辑符号

3.设计电路并仿真验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理

六、实验内容：

（介绍自己所选的实验内容）

利用Multisim仿真软件，绘制用于验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理的模拟电路模拟电路，并利用Multisim仿真软件获取验证所需的实验数据，并根据实验数据计算出理论值与Multisim仿真电路的模拟值比较，验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理。

七、实验器材（设备、元器件）：

计算机；multisim10.0仿真软件

八、实验步骤：

（编辑调试的过程）

（1）.验证基尔霍夫电流定律

1.利用Multisim仿真软件绘制出电路图（四.1），图中的电流I1、I2、I3的方向已设定，

2.加入两直流稳压电源接入电路，令U1=6V，U2=12V。

3.接入直流数字毫安表分别至三条支路中，测量支路电流。

4.记录个电流表的数据，并根据电路计算理论电流值，填入下表。

（2）基尔霍夫电压定律

1.利用Multisim仿真软件绘制出电路图（四.2），形成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。

4.加入电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值。

（3）叠加原理实验

1.分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1=12V，U2=12V。

2.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。

3.令U2单独作用，此时FE短接。

用毫安表和电压表分别测量各支路电流。

4.令U1和U2共同作用，重复上述测量。

选取R1=1kΩ,R2=1kΩ,R3=1kΩ,U1=12V,U2=12V

（4）戴维南定理的验证

1.绘制电路图

2.使用电压表测量R2两端的电压U

3.使用电流表测量R2的短路电流I

九、实验数据及结果分析：

（实验运行结果介绍或者截图，对不同的结果进行分析）

（1）.验证基尔霍夫电流定律

（1）验证KCL的实验数据记录

实验内容

I1

I2

I3

∑I

理论计算值

1.93mA

5.99mA

-7.92mA

0mA

仿真数据

1.962mA

5.987mA

-7.914mA

1.35mA

由数据可得流入、流出该节点的代数和基本为零

（2）基尔霍夫电压定律

（2）验证KVL的实验数据记录

在图中电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零

（3）.叠加原理

（3）叠加原理数据记录

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。

（4）戴维南定理

（4）戴维南定理的验证

U=35V

I=14mA

戴维南等效电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。

十、实验结论：

（联系理论知识进行说明）

（1）经实验验证基尔霍夫电流定律成立

对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。

即∑I=0

（2）经实验验证基尔霍夫电压定律

在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。

即∑U=0

（3）经实验验证叠加原理

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）

（4）经验证戴维南定理成立

任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

十一、总结及心得体会：

本节课学习和使用了Multisim仿真软件仿真软件的使用，通过模拟电路可以安全快速的的模拟真实的电路，设计电路并仿真验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理，帮助理解了所学知识，达到理论与实践相结合的目的。

十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议：

更新Multisim软件提高软件质量。

实验过程中遇到不知原因的错误，使得实验遇到障碍，延长了实验时间。

报告评分：

指导教师签字：