基尔霍夫定律与叠加原理
实验 基尔霍夫定律与叠加原理
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．验证叠加原理的正确性，加深对定理的理解。
二． 实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
直流稳压电源
+6v、+12v切换
1
dg04-1
2
直流可调稳压电源
0～30v
1
dg04-1
3
万用表
1
4
直流数字电压表
1
d31
5
直流数字毫安表
1
d31
6
电位、电压测定实验电路板
1
dg05
三. 实验内容
(一)基尔霍夫定律
实验线路如图2-1所示。
图2-1
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 ，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。
2.分别将两路直流稳压源（一路如 e1 为+12v，+6v切换电源，另一路，如e2 接0～30v可调直流稳压源接入电路），令 e1 =12v，e2 =6v。
3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、－”两端。
2. 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。
3. 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，记录之。
被测量
i1
(m a)
i2
(m a)
i3
(ma)
vef
vcb
ufa
(v)
uab
(v)
uad
(v)
ucd
(v)
ude
计算值
测量值
相对误差
(二)叠加原理
1.实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
直流稳压电源
6v，12v切换
1
dg04-1
2
直流稳压电源
0～30v可调
1
dg04-1
3
万用表
1
4
直流数字电压表
1
d31
5
直流数字毫安表
1
d31
6
叠加原理实验电路板
1
dg05
2．实验线路 如图2-2所示
图 2-2
1）按图2-2，e1 为+12v、+6v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s1投向e1侧，开关s2投向短路侧)，用直流数字表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格2-1。
表2-1
测量项目
实验内容
uef
ucb
i1
ma
i2
m a
i3
m a
uab
(v)
ucd
(v)
uad
(v)
ude
(v)
ufa
(v)
e1 单独作用
e2 单独作用
e1、e2共同作用
2e2 单独作用
3）令e2电源单独作用时（将开关s1投向短路侧，开关s2投向e2侧），重复实验步骤2的测量和记录 。
4）令e1和e2共同作用时（开关s1 和 s2分别投向e1和e2侧），重复上述的测量和记录。
5）将e2的数据调至+12v，重复上述第3项的测量并记录。
6）将r5换成一只二极管1n4001(即将开关s3投向二极管d侧)重复1～5的测量过程，数据记入表2-2
表2-2
测量项目
实验内容
uef
(v)
ucb
(v)
i1
ma
i2
ma
i3
m a
uab
(v)
ude
(v)
uad
(v)
ude
(v)
ufa
(v)
e1 单独作用
e2 单独作用
e1、e2共同作用
2e2 单独作用
四、实验注意事项
1. 所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。
2. 防止电源两端碰线短路。
3. 若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表时的“ +、－”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针可正偏，但读得的电流值必须冠以负号。
4.用电流插头测量各支路电流时，应该注意仪表的极性，及数据表格中“ +－”号的记录。
5. 注意仪表量程的及时更换。
五、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 ，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。
2.实验中，若用万用表直流毫安档测量各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，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？
3.叠加原理中e1、e2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（e1或e2）置零（短接）？
4.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？
六．实验报告
1. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证kcl的正确性。
2. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证kcl的正确性。
3. 误差原因分析。
4. 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。
5. 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。
6. 通过实验步骤6及分析数据表格2-2，你能得出什么样的结论？
7. 心得体会及其他。
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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．验证叠加原理的正确性，加深对定理的理解。
二． 实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
直流稳压电源
+6v、+12v切换
1
dg04-1
2
直流可调稳压电源
0～30v
1
dg04-1
3
万用表
1
4
直流数字电压表
1
d31
5
直流数字毫安表
1
d31
6
电位、电压测定实验电路板
1
dg05
三. 实验内容
(一)基尔霍夫定律
实验线路如图2-1所示。
图2-1
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 ，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。
2.分别将两路直流稳压源（一路如 e1 为+12v，+6v切换电源，另一路，如e2 接0～30v可调直流稳压源接入电路），令 e1 =12v，e2 =6v。
3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、－”两端。
2. 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。
3. 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，记录之。
被测量
i1
(m a)
i2
(m a)
i3
(ma)
vef
vcb
ufa
(v)
uab
(v)
uad
(v)
ucd
(v)
ude
计算值
测量值
相对误差
(二)叠加原理
1.实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
直流稳压电源
6v，12v切换
1
dg04-1
2
直流稳压电源
0～30v可调
1
dg04-1
3
万用表
1
4
直流数字电压表
1
d31
5
直流数字毫安表
1
d31
6
叠加原理实验电路板
1
dg05
2．实验线路 如图2-2所示
图 2-2
1）按图2-2，e1 为+12v、+6v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s1投向e1侧，开关s2投向短路侧)，用直流数字表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格2-1。
表2-1
测量项目
实验内容
uef
ucb
i1
ma
i2
m a
i3
m a
uab
(v)
ucd
(v)
uad
(v)
ude
(v)
ufa
(v)
e1 单独作用
e2 单独作用
e1、e2共同作用
2e2 单独作用
3）令e2电源单独作用时（将开关s1投向短路侧，开关s2投向e2侧），重复实验步骤2的测量和记录 。
4）令e1和e2共同作用时（开关s1 和 s2分别投向e1和e2侧），重复上述的测量和记录。
5）将e2的数据调至+12v，重复上述第3项的测量并记录。
6）将r5换成一只二极管1n4001(即将开关s3投向二极管d侧)重复1～5的测量过程，数据记入表2-2
表2-2
测量项目
实验内容
uef
(v)
ucb
(v)
i1
ma
i2
ma
i3
m a
uab
(v)
ude
(v)
uad
(v)
ude
(v)
ufa
(v)
e1 单独作用
e2 单独作用
e1、e2共同作用
2e2 单独作用
四、实验注意事项
1. 所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。
2. 防止电源两端碰线短路。
3. 若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表时的“ +、－”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针可正偏，但读得的电流值必须冠以负号。
4.用电流插头测量各支路电流时，应该注意仪表的极性，及数据表格中“ +－”号的记录。
5. 注意仪表量程的及时更换。
五、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 ，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。
2.实验中，若用万用表直流毫安档测量各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，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？
3.叠加原理中e1、e2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（e1或e2）置零（短接）？
4.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？
六．实验报告
1. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证kcl的正确性。
2. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证kcl的正确性。
3. 误差原因分析。
4. 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。
5. 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。
6. 通过实验步骤6及分析数据表格2-2，你能得出什么样的结论？
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