2.基尔霍夫定律及叠加原理验证[实验报告答案解析]435
时间：2020-10-14 08:54:53 来源：工作范文网 本文已影响 人 
南昌大学电工学实验报告
专业班级： 本学生姓名： 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：
验证基尔霍夫定的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
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。
进一步掌握仪器仪表的使用方法。
实验原理：
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
⑵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 艺U=
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。
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
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
?学生姓名：南昌大学电工学实验报告王学瑞学号
?
学生姓名：
南昌大学电工学实验报告
王学瑞
学号61
专业班级:
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：
基尔霍夫定律电路板1块； 导线 若干
直流稳压电源两路
直流数字电压表，电流表
万用表
实验内容：
1.基尔霍夫定律实验
———'——^mA—
彳 1
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(
D ￡
■
A
1
1—1 1
J
4
1
⑴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:
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:
硕111班 实验时间：J6_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11、12、|3的方向已设定，三个闭合回路的绕行
方向可设为 ADEFA BADC和 FBCEF
分别将两路直流稳压电源接入电路，令 U=6V, U=12U
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。
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
I i(m
A)
12(m
A)
h(m
A)
U(V
)
U2(V
)
LF<V
)
Lb(V
)
LD(V
)
LC(V
)
LD(V
)
计算值
测量值
相对误
差
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
2.叠加原理实验
线性电阻电路
按图2-2接线，此时开关K投向R5(330Q )侧
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:
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:
分别将两路直流稳压电源接入电路，令 U=12V, L2=6VO
令电源L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
L
L
丨1
I 2
I 3
Lb
Ld
LL
Le
Ua
项目\
(mA
(mA
(mA
实验内
容\
(V)
(V)
)
)
)
(V)
(V)
(V)
(V)
(V)
U单独
作用
0
U单独
作用
0
令U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。
令U和U共同作用，重复上述测量，数据记入表 2-2。
取U=12V,重复步骤③的测量，数据记入表 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。
学生姓名： 王学瑞 学号61 专业班级： 本
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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
容\
U
(V)
U
(V)
丨1
(mA
)
I2
(mA
)
I3
(mA
)
Ub
(V)
Ud
(V)
Ud
(V)
Ue
(V)
Ua
(V)
U单独
作用
0
U单独
作用
0
0
0
0
0
0
0
0
U、U共同
作用
0
0
注意事项:
实验注意事项
需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。 U、U也需测
量，不应取电源本身的显示值。
防止稳压电源两个输出端碰线短路。
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，贝何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。
仪表量程的应及时更换。
思考题：
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。
王学瑞硕111班南昌大学电工学实验报告学号
王学瑞
硕111班
南昌大学电工学实验报告
学号61
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实验时间：J6_时_00_分第三周星期二指导老师:郑
朝丹 成绩：
数据处理：
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。
11= mA 12 = I 3 =
即 H——=?0
结论：|3 |1 I2 = 0 ,证明基尔霍夫电流定律是正确的。
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
UAd = V UDe = V
U FA=
二?0 结论：U1 Ude Uad Uaf 0 ,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：J6—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 510Q电阻为例，实测电阻为 515Q，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