电路实验电位基尔霍夫叠加

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验二,电位、基尔霍夫定律和,叠加原理,一、实验目的,1.,验证电路中电位的相对性、电压的绝对性。,2.,验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。,3.,验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。,4.,熟悉实验模板、电压源、电流插头的使用，掌握表计档位变换和应用,二、实验设备,序号,设备名称,规格型号,作用,1,万用表,MF-47,测量电压,2,直流数字电压表,测量电位和电压,3,直流数字电流表,测量直流电流,4,直流稳压电源,0-30V,可调电压源,5,基尔霍夫叠加原理实验模板,HE-12,实验电路,实验模板,HE12,是综合实验模板，上半部为基尔霍夫,/,叠加原理实验电路，下半部为戴维南原理实验电路，本次实验只用上半部,HE-12,图（上半部）,黑色实线表示电路板已用导线连接,图示电流方向表示用电流测量端子和电流表正向连接的读数符号为正,不插入电流插棒时，端子内部自动连通,。,刀闸,注意：,1,电压源不可短路，电流源不可开路,2,不可错用电流表去量测电压，不可超过量程,3,电流表,20mA,和,20mA,以上档位不能混用，有不同的插口,4,电压源去源刀闸扳向短路侧,电流源去源刀闸悬空,K1,双刀双掷 三态,U1,、短路、悬空,K2,双刀双掷 三态,U2,、短路、悬空,K3,单刀双掷 两态 连接电阻为线性电路,连接二极管为非线性电路,1,。按实验内容要求搬动刀闸符合实验电路,2,。连接电源，调整到所需电压或电流,(,有载条件下,),3,。测量电位或电压时用导线引出节点到表计,4,。一个节点需要连接多个支路或表计时，导线可以背插重叠,模板使用方法,巧用万用表,1,。当电路出现异常现象时，用万用表电压档测量可疑故障点电位,2,。从电源开始，黑表笔接负极不动，红表笔沿电路逐渐前移，如发现某节点电位突然为零，则可判断该点开路,3,。如果某电阻两端电位为零，可判定器件或模板短路（有电流的前提下）,4,。用电阻档需进行“调零”和“调满”,调零，表笔短接，微调旋钮指向,0,调满，表笔开路，表头旋钮指向,1,电位测量研究,利用,HE-12,实验箱上的“基尔霍夫定律,/,叠加原理”线路，按图接线。,分别将两路直流稳压电源接入电路，令,U,1,6V,，,U,2,12V,。（先接入实验线路中，再从零逐渐调准到所需电压值）,以图中的,A,点作为电位的参考点，分别测量,B,、,C,、,D,、,E,、,F,各点的电位值,及相邻两点之间的电压值,U,AB,、,U,BC,、,U,CD,、,U,DE,、,U,EF,及,U,FA,，数据列于表中。,以,D,点作为参考点，重复实验上述实验步骤。,。,三、实验内容,电,位,参考点,与,U,A,B,C,D,E,F,U,AB,U,BC,U,CD,U,DE,U,EF,U,FA,A,计算值,测量值,相对误差,D,计算值,测量值,4.46,5.58,-0.42,0,-3.88,8.34,-1.11,6.04,-0.43,3.87,-12.22,3.87,相对误差,-1.12,0.04,0.01,0.01,0,0.01,实验中不使用电流插头和插座。,HE-12,上的,K,3,应拨向,330,侧，三个故障按键置空。,电位测量用数字直流电压表，直接读取数值，符号表示探针电压方向。如果用万用表直流电压档，发现反偏及时倒向，并记录为负值。,注意事项,2,、基尔霍夫定律验证,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,I,0,；,对电路中任何一个闭合回路而言，应有,U,0,。,(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。图中的,I,1,、,I,2,、,I,3,的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为,ADEFA,、,BADCB,和,FBCEF,。,(2).,分别将两路直流稳压源接入电路，令,U,1,6V,，,U,2,12V,。,(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。,(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。,被测量,I,1,(mA),I,2,(mA),I,3,(mA),U,1,(V),U,2,(V),U,FA,(V),U,AB,(V),U,AD,(V),U,CD,(V),U,DE,(V),计算值,测量值,7.7,1.1,8.9,12.23,6.03,3.87,-1.14,4.47,-0.41,3.88,相对误差,(6),选定节点,A,，验证,KCL,的正确性。,(7),选定任一回路，验证,KCL,的正确性。,实验步骤,3,、叠加原理的验证,在有多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（即在电路中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。,(1).,将两路稳压源的输出分别调节为,12V,和,6V,，接入,U,1,和,U,2,处。,(2).,令,U,1,电源单独作用（将开关,K,1,投向,U,1,侧，开关,K,2,投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入数据表。,(3).,令,U,2,电源单独作用（将开关,K,1,投向短路侧，开关,K,2,投向,U,2,侧），重复实验步骤,2,的测量和记录，数据记入表。,(4).,令,U,1,和,U,2,共同作用（开关,K,1,和,K,2,分别投向,U,1,和,U,2,侧），重复上述的测量和记录，数据记入数据表。,(5).,将,U,2,的数值调至,12V,，重复上述第,3,项的测量并记录。,(6).,将,R,5,（,330,）换成二极管,1N4007,（即将开关,K,3,投向二极管,IN4007,侧），重复,1,5,的测量过程。,验证叠加定理（线性电路）,验证齐性定理,叠加定理适用性分析（非线性电路）,实验步骤,测量项目,实验内容,U,1,(V),U,2,(V),I,1,(mA),I,2,(mA),I,3,(mA),U,AB,(V),U,CD,(V),U,AD,(V),U,DE,(V),U,FA,(V),U,1,单独作用,12.23,0,8.9,-2.4,6.5,2.42,0.83,3.26,4.49,4.48,U,2,单独作用,0,5.99,-1.2,3.6,2.3,-3.53,-1.24,1.21,-0.60,-0.60,U,1,、,U,2,共同作用,12.23,6.04,7.7,1.1,8.9,-1.14,-0.40,4.48,3.88,3.87,2U,2,单独作用,测量项目,实验内容,U,1,(V),U,2,(V),I,1,(mA),I,2,(mA),I,3,(mA),U,AB,(V),U,CD,(V),U,AD,(V),U,DE,(V),U,FA,(V),U,1,单独作用,U,2,单独作用,U,1,、,U,2,共同作用,2U,2,单独作用,线性电路数据表,非线性电路数据表,