实验二基尔霍夫定律和叠加原理地验证(实验报告材料问题详解)
实验二 基尔霍夫定律及叠加原理的验证
实验二基尔霍夫定律及叠加原理的验证一．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．学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。
3．验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
二．实验原理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多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。
即对电路中的任一个节点而言,应有∑I＝0；对任何一个闭合回路而言，应有∑U＝0。
运用上述定律时必须注意电流的正方向，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1．直流电压表0～20Ｖ2．直流毫安表3．恒压源（+6V，+12V，0～30V）4．实验线路板四．实验电路基尔霍夫定律实验线路如图2—1所示叠加原理实验线路如图2-2所示。
五．实验内容基尔霍夫定律1．实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。
2．分别将E1、E2两路直流稳压源（E1为+6V，+12V切换电源，E2接0～30V可调直流稳压源）接入电路，令E1＝6V，E2＝12V。
3．熟悉电源插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。
4．将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。
5．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，记入数据表2-1中叠加原理1．E1为+6V、+12V切换电源，取E1=+12V，E2为可调直流稳压电源调至+6V；2．令E1电源单独作用时（将开关K1投向E1侧，开关K2投向短路侧），用直流电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，3．令Ｅ2电源单独作用时（将开关K1投向短路侧，开关Ｋ2投向Ｅ２侧），重复实验步骤２的测量和记录。
电路实验指导书叠加定理和基尔霍夫定律的验证
电路实验指导书叠加定理和基尔霍夫定律的验证电路实验叠加定理和基尔霍夫定律的验证⼀、实验⽬的1.加深对叠加定理和基尔霍夫定律的理解，并通过实验进⾏验证。
2.学会⽤电流插头、插座测量各⽀路电流的⽅法。
3.学会⾼级电⼯电⼦实验台上直流电⼯仪表的正确使⽤⽅法。
⼆、实验原理1．基尔霍夫定律（1）电流、电压的参考⽅向对电路进⾏分析，最基本的要求就是求解电路中各元件上的电流和电压，⽽其参考⽅向的选择与确定是⾸要的问题之⼀。
电流、电压的参考⽅向是⼀种假设⽅向，可以任意选定⼀个⽅向作为参考⽅向，电路中的电流和电压的参考⽅向可能与实际⽅向⼀致或者相反，但不论属于哪⼀种情况，都不会影响电路分析的正确性。
应注意在未标明参考⽅向的前提下，讨论电流或电压的正负值是没有意义的。
当电流、电压参考⽅向⼀致时，称为关联的参考⽅向。
否则为⾮关联参考⽅向。
（2）基尔霍夫电流定律(KCL)基尔霍夫电流定律应⽤于结点，它是⽤来确定连接在同⼀结点上各⽀路电流之间关系的，缩写为KCL。
KCL是电流连续性原理在电路中的体现。
对电路中任何⼀个结点，任⼀瞬时流⼊某⼀结点的电流之和等于流出该结点的电流之和。
KCL也适⽤于任意假想的闭合曲⾯。
（3）基尔霍夫电压定律(KVL)基尔霍夫电压定律应⽤于回路，它描述了回路中各段电压间的相互关系，缩写为KVL。
KVL 是能量守恒定律的体现。
从回路中任⼀点出发，沿回路循⾏⼀周，电位降之和必然等于电位升之和。
KVL也适⽤于电路中的假想回路。
2．叠加定理叠加定理可描述为：在线性电路中，如果有多个独⽴电源同时作⽤时，它们在任意⽀路中产⽣的电流（或电压）等于各个独⽴电源分别单独作⽤时在该⽀路中产⽣电流（或电压）的代数和。
电源单独作⽤是指：电路中某⼀电源起作⽤，⽽其他电源不作⽤。
不作⽤电源的具体处理⽅法如下：理想电压源短路，理想电流源开路。
本实验⽤直流稳压电源来模拟理想电压源（内阻可认为是零），所以去掉某电压源时，直接⽤短路线代替即可。
2.基尔霍夫定律及叠加原理的验证[实验报告答案解析]435
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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。
实验二 基尔霍夫定律与叠加定理
实验二基尔霍夫定律与叠加定理一、实验目的1、验证基尔霍夫定律与叠加定理2、加深对电路基本定律适用范围普遍性的认识二、实验仪器1、直流稳压电源2、数字式万用表3、电路分析实验箱三、实验原理及参考电路基尔霍夫电流定律应用于结点，电压定理应用于回路。
电路中的每一分支称为支路，一条支路流过一个电流。
电路中三条或三条以上的支路相连接的点称为结点。
1、基尔霍夫电流定律在任意瞬时，流向某一结点的电流之和应该等于该结点流出的电流之和。
（在任意瞬时，一个结点上电流的代数和恒为零。
）即∑=0I2、基尔霍夫电压定律在任意瞬时，沿任意回路循行方向（顺时方向或逆时方向），回路中各段电压的代数和恒为零。
即∑=0U3、叠加定理在任何线性网络中，任何一个支路的电流或任意两点间的电压，都可以看成是每一个独立源分别单独作用于网络时，该支路产生的电流或该两点间的电压的代数和（叠加）。
当某一独立源单独作用时，其他独立源应为零值，即独立电压源短路，独立电流源开路。
6V R 1R 4R 5基尔霍夫定律、叠加定律电路b e a d四、实验内容及步骤1、基尔霍夫定律验证（1）按图在试验箱上接线。
注意，6V 电压源和10V 电压源一定要用万用表直流电压档测量，并调节稳压电源使电压值正确。
（2）按表格要求测出各点间电压，将测量结果填入表内。
表内的各支路电流根据测得的电压和已知的电阻值计算出来。
注意，电压测量和电流计算均要根据表内规定的电压、电流正方向，确定每个电压电流的正负号。
表1 测量记录表（3）根据测量数据验证每个回路∑=0U（验证：回路abcea、abdea、bcdb、cdec、bcedb）（4）验证每个节点∑=0I(验证：结点b、c、d、e)2、叠加定理验证（1）在上述实验的线路上，将10V电压源用短路线代替，按表2测出各点间电压（注意表中规定的正方向），填入表中，并根据测得的电压值计算出各支路的电流值填入表中。
（2）将10V电压源接入，将6V电压源用短路线代替，按表2重复上个实验的测量和计算，将结果填入表中。
实验二 叠加定理和基尔霍夫定律的验证
实验二 叠加定理和基尔霍夫定律的验证一、实验目的1. 加深对叠加定理的理解。
2. 验证基尔霍夫定律。
3. 学习自拟实验线路。
4. 理解参考方向与真实方向的关系。
二、实验原理与说明1. 叠加定理叠加定理指出：在线性电路中， 当中有两个或两个以上的独立电源(电压源或电流源)作用时，则任意支路的电流或电压，都可以认为是电路中各个独立电源单独作用而其他独立电源不起作用，在该支路中产生的各电流分量或电压分量的代数和。
2. 基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律指出：在集总参数电路中，任何时刻，任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零，即0=∑i 。
基尔霍夫电压定律指出：在集总参数电路中，任何时刻，沿任一回路各段电压的代数和等于零，即0=∑u 。
3.参考方向图2-2-9（a ）为某一电路中的一条支路，电流的实际方向并不知道，它可能从a 端流到b 端，也可能从b 端流到a 端。
在这两个方向上任选一个作为正值方向，称为参考方向。
电流参考方向与实际方向一致，电流数值取正值，反之取负值。
图2-2-9（b ）已知电流参考方向，这时若电流表读数为2A ，根据电流表的正负极性应该写称为I=-2A ，说明该支路的电流实际方向与图中所标参考方向相反。
图2-2-9三、实验任务（1）根据实验室提供电阻网络板（如图2-2-10所示电路）自拟实验电路和记录表格，测出各独立电源单独作用和共同作用时各支路电流和电压的数值，证明线性电路满足叠加定理。
支路串入非线性电阻（二极管）重做任务（1）的内容，（2）在图2-2-10的R3证明非线性电路不满足叠加定理。
（3）根据任务（1）、（2）所测数据，验证基尔霍夫定律。
（4）自拟一实验线路，验证齐性定理（电路只设置一个独立电源），用两种方法测量由电源端看外电路的等效电阻。
（5）实验注意事项①实验前必须根据网络板提供的电阻阻值和功率，确定各电阻的额定电压、额定电流数值，继而决定实验中独立电源的数值。
②验证叠加定理时，各独立电源单独作用，应根据图中参考方向和仪表极性决定各支路电流或电压的正、负。
2.基尔霍夫定律及叠加原理的验证[实验报告答案解析]
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实验基尔霍夫定律和叠加原理的验证一、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。
二、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。
三、实验设备与器件1.直流稳压电源 1 台2.直流数字电压表 1 块3.直流数字毫安表 1 块4.万用表 1 块5.实验电路板 1 块四、实验内容1．基尔霍夫定律实验按图2-1接线。
图2-1 基尔霍夫定律实验接线图(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。
电路实验二 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一、实验目的1.验证基尔霍夫定律和叠加定理的正确性，加深对基尔霍夫和叠加定理的理解。
2.学会用电流插头、插座测量各支路电流。
二、实验原理1.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。
2.在线性网络中，多个激励同时作用时的总响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。
所谓某一激励单独作用，就是除了该激励外，其余激励为零值。
为零值的激励若是电压源，则相应的电压源处用短路替代，若为电流源，则在相应的电流源处用开路替代，而它们的内阻或内电导必须保留在原电路中。
3.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（即在电路其它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。
运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。
实验线路如图2—1所示，用KHDL—1型电路原理实验箱验证“基尔霍夫定律/叠加原理”。
（一）基尔霍夫定律1.实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向（参考方向）。
图2—1中的I1、I2、I3的方向已设定。
2.同时将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V3.熟悉电流表的结构，将电流表插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。
4.将电流表分别接入三条支路的三个电流测量端，读出并记录电流值。
图2-1验证“基尔霍夫定律/叠加原理”电路5.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，记录表中。
（二）叠加原理；实验线路如图2—1，参考方向在图中已设定。
五、实验注意事项1.同实验五的注意1，但需用到电流插座。
2.所有需要测量的电压值，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。
3.防止稳压电源两个输出端碰线短路。
2.基尔霍夫定律和叠加原理的验证(实验报告答案)
(4)仪表量程的应及时更换。
2. 预习思考题
(1)根据图 2-1 的电路参数，计算出待测的电流 I1、I2、I 3 和各电阻上的电压 值，记入表 2-1 中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。
答：基尔霍夫定律的计算值
根据基尔霍夫定律列方程如下：
(1) I1 + I 2 = I3
（ KCL ）
表 2-3 叠加原理实验数据（非 线性电阻电路 ）
测量项目
U1
U2
I1
I2
I3
UAB
UCD
U内容
(V) (V) (mA) (mA) (mA) (V) (V) (V) (V) (V)
U 1 单独作用
U 2 单独作用
U1、U2共同作用
2U2单独作用
五、实验 预习
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。 应取电源本身的显示值。
UFA =510 0.00193=0.98 V
UAB = 1000 0.00599 = 5.99V
UAD =510 0.00792=4.04V
UDE =510 0.00193=0.98 V
UCD = 330 0.00599 = 1.97V
(2)实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可 能出现指针反偏， 应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表
R1
F
A
mA
mA
510Ω
I3
U1
mA
6V
510Ω
R5
图 3.42.
R4
R3
E
510Ω
D
图 2-2 叠加原理实验接线图
基尔霍夫定律和叠加原理的验证-实验报告
基尔霍夫定律和叠加原理的验证-实验报告本科实验报告20XX 年11 月5 日实验报告一、实验目的和要求实验目的：1、验证基尔霍夫电流、电压定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
2、验证叠加定理及其适用范围。
3、掌握万用表、直流电流表及稳压电源的使用方法。
实验要求：1,基尔霍夫定律实验研究：实验电路图如图1所示，实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。
分别将两路直流稳压源接入点路。
按照电路板实际情况及要求进行操作。
将直流稳压源接入电路中，测量各个节点之间的电压值，并作出记录，与计算值相比较，得到相应的实验所需结果。
2,叠加定律实验研究：实验电路图如图2所示，电压源，电流源，电阻，稳压二极管组成。
在A、B之间接入电压源，开关S断开，测量各点电压与各支路电流，研究电压源单独工作时电路各部分状况，将测量数据记录于表中。
将A、B间短路，开关S接通，接入电流源，再次测量各点电压与各支路电流，研究电流源单独作用时电路各部分状况，将测量结果记录于表中。
将电压源US和电流源IS同时接通，重复上述测量，将测量数据记录于表中。
根据表1中的测量数据验证叠加定律是否成立。
将AD中的稳压二极管换成线性电阻，重复以上三步，分析实验数据。
装订线二、实验内容和原理实验原理：1，基尔霍夫电流定律：对电路中任一节点而言，应有ΣI=0。
2，基尔霍夫电压定律：对电路中任一闭合回路而言，应有ΣU=0。
3，叠加定理：若干个电源在某线性网络的任一支路产生的电流或在任意两个节点之间产生的电压，等于这些电源分别单独作用于该网络时，在该部分所产生的电流与电压的代数和。
但是，对于非线性网络，叠加定律将不再适用，也不能用叠加定律计算或处理功率，能量等二次的物理量。
实验内容：详见“操作方法和实验步骤”。
装订线三、主要仪器设备1，直流稳压电源：HY3002D-3 三路直流稳压电源为三位数字电压、电流显示的含有三路独立的电源输出的直流稳压电源，其中两路为0~30V连续可调，最大输出电流分别为2A；一路固定5V输出，最大输出电流3A。
基尔霍夫定律和叠加原理的验证-
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。
mA
UFA= 510*0.00193=0.98 V
• I3 = 0.00792A= 7.92mA
UAD =510*0.00792=4.04V
• UAB =1000 *0.00599=5.99V UCD=330* 0.00599=1.97V
• UDE=510*0.00193=0.98 V
• (2)实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况 下可能出现指针反偏，应如何处理？ 在记录数据时应注意什么？ 若用 直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？
•• • 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.
故障分析
• 检查、分析电路的简单故障 • 电路常见的简单故障一般出现在连线或元件部分。连线部分的故障通常有连
线接错，接触不良而造成的断路等；元件部分的故障通常有接错元件、元件 值错，电源输出数值（电压或电流）错等。 • 故障检查的方法是用用万用表（电压档或电阻档）或电压表在通电或断电状 • 态下检查电路故障。 • 通电检查法: 在接通电源的情况下，用万用表的电压档或电压表，根据电路 工作原理，如果电路某两点应该有电压，电压表测不出电压，或某两点不应 该有电压，而电压表测出了电压，或所测电压值与电路原理不符，则故障必 然出现在此两点间。 • 断电检查法: 在断开电源的情况下，用万用表的电阻档，根据电路工作 • 原理，如果电路某两点应该导通而无电阻（或电阻极小），万用表测出开路 • （或电阻极大），或某两点应该开路（或电阻很大），而测得的结果为短路 • （或电阻极小），则故障必然出现在此两点间。 • 本实验用电压表按通电检查法检查、分析电路的简单故障。
2.基尔霍夫定律和叠加原理的验证(实验报告答案)之欧阳数创编
实验基尔霍夫定律和叠加原理的验证一、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。
二、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。
三、实验设备与器件1.直流稳压电源 1 台2.直流数字电压表1 块3.直流数字毫安表1 块4.万用表 1 块5.实验电路板1 块四、实验内容1．基尔霍夫定律实验按图2-1接线。
图2-1 基尔霍夫定律实验接线图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。
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R 5（330Ω）侧。
基尔霍夫定律和叠加原理的验证(实验报告答案)含数据处理
（1）实验前，可任意假定三条支路 向。
图2-1中的电流 13的方CB 和 F B CE Q。
①ADEFA 、 BADU 1 6VR 4路的绕行方B 闭合回路的绕行方向可设为R 5U 2 12V实验二基尔霍夫定律和叠加原理的验证一、 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。
二、 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，即习二0。
（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，即二0。
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。
三、实验设备与器件1•直流稳压电源 1台 2.直流数字电压表 1块 3.直流数字毫安表 1块 4.万用表1块 5.实验电路板1块四、实验内容1. 基尔霍夫定律实验 按图2-1接线。
I 3mA1 / 6510 Q方个闭I 1R 1 F ------------ ►—[ ! --------------- ① 分别将两路直流稳压电源接入电路, ② 令电源U 1单独作用， 及各电阻元件两]6V ■丿 (mA ——图3.42厶心 入电路，令 I U 1=12V ，U k =?V 。
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实验二基尔霍夫定律和叠加原理的验证一、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。
二、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。
三、实验设备与器件1.直流稳压电源 1 台2.直流数字电压表 1 块3.直流数字毫安表 1 块4.万用表 1 块5.实验电路板 1 块四、实验内容1．基尔霍夫定律实验按图2-1接线。
图2-1 基尔霍夫定律实验接线图(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。
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R（330Ω）侧。
图2-2 叠加原理实验接线图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。
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。
(3) 判断电路故障按图2-2接线，此时开关K投向R5（330Ω）侧。
任意按下某个故障设置按键，重复实验内容④的测量。
数据记入表2-4中，将故障原因分析及判断依据填入表2-5。
表 2-4 故障电路的实验数据表 2-5 故障电路的原因及判断依据五、实验预习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。
2. 预习思考题(1)根据图2-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表2-1中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。
答：基尔霍夫定律的计算值根据基尔霍夫定律列方程如下：(1) I1 + I2 = I3 （KCL）(2) （510+510）I1 + 510 I3 = 6 （KVL）(3) （1000+330）I3 + 510 I3 = 12 （KVL）由方程（1）、（2）、（3）解得：I1 = 0.00193A= 1.93 mAI2 = 0.00599A= 5.99 mAI 3 = 0.00792A= 7.92mA U F A =510⨯0.00193=0.98 V U A B =-1000⨯0.00599 =-5.99V U AD =510⨯0.00792=4.04V U DE =510⨯0.00193=0.98 VU CD =-330 ⨯0.00599 =-1.97V(2)实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？答：指针式万用表万用表作为电流表使用，应串接在被测电路中。
并注意电流的方向。
即将红表笔接电流流入的一端（“+”端），黑表笔接电流流出的一端（“-”端）。
如果不知被测电流的方向，可以在电路的一端先接好一支表笔，另一支表笔在电路的另—端轻轻地碰一下，如果指针向右摆动，说明接线正确；如果指针向左摆动(低于零点，反偏)，说明接线不正确，应把万用表的两支表笔位置调换。
记录数据时应注意电流的参考方向。
若电流的实际方向与参考方向一致，则电流取正号 ，若电流的实际方向与参考方向相反，则电流取负号。
若用直流数字毫安表进行测量时，则可直接读出电流值。
但应注意：所读得电流值的正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。
(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。
六、实验报告1. 根据实验数据，选定实验电路图2.1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。
I 1 = 2. 08 mA I 2 = 6. 38 mA I 3 = 8. 43mA 即 8.432.086.380.0--=-≈ 结论： I 3-I 1 -I 2 = 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2.1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。
U AD = 4.02 V U DE = 0. 97 V U FA = 0. 93 V U 1= 6. 05V6.050.97 4.020.930.030---=≈结论：1DE AD AF 0U U U U ---= ， 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。
3. 根据实验数据，验证线性电路的叠加性与齐次性。
答：验证线性电路的叠加原理：（1）验证线性电路的叠加性依据表2-2的测量数据，选定电流I1 和电压U AB。
通过计算，验证线性电路的叠加性是正确的。
验证电流I1 ：U1单独作用时：I1 （U1单独作用）= 8.69mAU2单独作用时：I1（U2单独作用）= - 1.19mAU1、U2共同作用时：I1 （U1、U2共同作用）= 7.55mA即7.558.69( 1.19)7.50≈+-=结论：I1 （U1、U2共同作用）= I1 （U1单独作用）+ I1（U2单独作用）验证电压U AB：U1单独作用时：U AB（U1单独作用）= 2. 42 VU2单独作用时：U AB（U2单独作用）= - 3.59VU1、U2共同作用时：U AB（U1、U2共同作用）= -1.16V即 1.16 2.42( 3.59) 1.17-≈+-=-结论：U AB（U1、U2共同作用）= U AB（U1单独作用）+ U AB（U2单独作用）因此线性电路的叠加性是正确的。
（2）验证线性电路的齐次性依据表2-2的测量数据，选定电流I1 和电压U AB。
通过计算，验证线性电路的齐次性是正确的。
验证电流I1 ：U2单独作用时：I1（U2单独作用）= - 1.19mA2U2单独作用时：I1 （2U2单独作用）= - 2. 39mA即 2.392( 1.19) 2.38-≈⨯-=-结论：I1 （2U2单独作用）=2⨯I1（U2单独作用）验证电压U AB：U2单独作用时：U AB（U2单独作用）= - 3. 59 V2U2单独作用时：U AB（U2单独作用）= - 7. 17V7.172( 3.59)7.18-≈⨯-=-结论：U AB（2U2单独作用）=2⨯U AB（U2单独作用）因此线性电路的齐次性是正确的。
同理，其它支路电流和电压，也可类似计算。
证明线性电路的叠加性和齐次性是正确的。
（3）对于含有二极管的非线性电路，表2-3中的数据。
通过计算，证明非线性电路不符合叠加性和齐次性。
4. 实验总结及体会。
附：（1）基尔霍夫定律实验数据的相对误差计算11()1()1()100 2.08 1.93 1.937.77I I I I∆%=-÷*%=-÷=%测计计（）（）同理可得：26.51I∆%=%；36.43I∆%=%；10.8U∆%=%；20.08U∆%=-%；FA 5.10U∆%=-%；AB 4.17U∆%=%；AD 0.50U∆%=-%；CD 5.58U∆%=-%；由以上计算可看出：I1、I2、I3 及U AB 、U CD误差较大。
（2）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。
附：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。