基尔霍夫定律和叠加定理

基尔霍夫定律和叠加定理
一、实验目的
1．验证基尔霍夫定律和叠加定理。

2．学习实验线路的设计和测试方法。

二、实验原理
1．基尔霍夫定律：该定律规定了电路中节点上各支路电流之间和回路中各元件电压之间必须服从的约束关系。

无论电路元件是线性还是非线性，时变还是非时变，只要是集中参数电路都必须服从这一定律。

基尔霍夫电流定律（KCL ）：在集总参数电路中，任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和等于零。

即
Σi=0
基尔霍夫电压定律(KVL)：在集总参数电路中，任何时刻，沿任一回路内所有元件电压代数和等于零。

即
Σu=0
2．叠加定理：在多个电源作用的线性网络中，任何一个支路中的电流或端电压等于电路中各个电源单独作用时，在该支路中产生的电流或电压降的代数和。

三、实验内容
说明：双刀双掷开关
此开关有三个位置，可实现电路任意两点间的短路、断路、及电源的接入。

使用它可避免人工手动改接电路。

特别方便叠加原理的验证实验。

如图2-2-1。

开关处于中间位置，A 、B 之间不通，相当于断路。

开关投向左方，A 、 A 1之间B 、B 1之间导通，可由A 1、B 1引入电源，开关投向右方，A 、A 2 B 、B 2之间导通，若在A 2、B 2间接入短路线，则实现A 与B 之间的短路。

1．验证叠加定理
1）按图2-2-2接线，调节电源电压U1=10V 、U2=8V ，分别在U1单独作用，U2单独作用，U1、U2共同作用的情况下测量I1、I2、I3、Uab 。

2）选择电路（图2-2-2）中具有三条支路的某节点，验证KCL 定律。

3）选择某回路，验证KVL 定律
双刀双掷开关
2 2 图2-2-1
图2-2-2
4）验证叠加原理。

5）将测试数据填入下表2-2-1，进行验证。

2*．研究叠加定理对含有非线性元件网络的适用性。

实验电路及实验步骤自拟。

3*．研究叠加定理对含有受控电源的线性网络的适用性。

实验电路及实验步骤自拟。

注意：在实验时，测试点不要全部选择在非线性元件的线性区内。

四、实验设备
1．电路实验箱 1个
2．万用表MF47 1块
3．电流表C31 1块
五、注意事项
1．接线时，电压源应先置零，接好线后，将其调节到预定的数值，且在实验中保持不变.
2．不能将直流电压源短路.
六、预习要求
1．画出实验线路。

最好考虑将基尔霍夫与叠加两个实验内容融合在一个线路中进行。

电流插座、双投开关都要画在实际的位置，且必须标出极性。

2．按设计线路进行理论计算，以便对实验中电压、电流的大小、方向有所了解，对表计的量程有个估算。

3．拟出实验的详细步骤。

七、实验报告
1．在实验线路中标明所采用的参考方向。

2．根据所测数据验证KCL定律；自拟数据表格，验证KVL定律。

3．根据所测出的数据验证叠加原理。

4．根据实验电路计算理论值，并与实验数据值进行比较，分析误差原因。

5．采用什么元件接入电路中可以验证基尔霍夫定律对于非线性电路适用？6．心得体会与建议。