基尔霍夫定律与叠加原理

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更多发布于：2004-05-15 16:44

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
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=531 border=1>

<TR>
<TD class=Normal vAlign=top width=54>
序号</TD>
<TD class=Normal vAlign=top width=207>
名称</TD>
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型号与规格</TD>
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数量</TD>
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备注</TD></TR>
<TR>
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1</TD>
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直流稳压电源</TD>
<TD class=Normal vAlign=top width=135>
+6V、+12V切换</TD>
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1</TD>
<TD class=Normal vAlign=top width=81>
DG04-1</TD></TR>
<TR>
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2</TD>
<TD class=Normal vAlign=top width=207>
直流可调稳压电源</TD>
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0～30V</TD>
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1</TD>
<TD class=Normal vAlign=top width=81>
DG04-1</TD></TR>
<TR>
<TD class=Normal vAlign=top width=54>
3</TD>
<TD class=Normal vAlign=top width=207>
万用表</TD>
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1</TD>
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4</TD>
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直流数字电压表</TD>
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1</TD>
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D31</TD></TR>
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5</TD>
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直流数字毫安表</TD>
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1</TD>
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D31</TD></TR>
<TR>
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6</TD>
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电位、电压测定实验电路板</TD>
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1</TD>
<TD class=Normal vAlign=top width=81>
DG05</TD></TR></TABLE>
三. 实验内容
(一)基尔霍夫定律
实验线路如图2-1所示。
<IMG src="http://www.syau.edu.cn/jwc/jingpinke/dianlu/kejian/syzd-02.files/image002.jpg">
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0>

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300Ω</DIV></TD></TR></TABLE> </TD></TR></TABLE> 
 
 
 
 
 
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。
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=574 border=1>

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被测量</TD>
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I1
(m A)</TD>
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I2
(m A)</TD>
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I3
(mA)</TD>
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VEF</TD>
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VCB</TD>
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UFA
(v)</TD>
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UAB
(v)</TD>
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UAD
(v)</TD>
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UCD
(v)</TD>
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UDE</TD></TR>
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计算值</TD>
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测量值</TD>
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相对误差</TD>
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 (二)叠加原理
1.实验设备
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=1>

<TR>
<TD class=Normal width=56>
序号</TD>
<TD class=Normal width=189>
名称</TD>
<TD class=Normal width=132>
型号与规格</TD>
<TD class=Normal width=54>
数量</TD>
<TD class=Normal width=90>
备注</TD></TR>
<TR>
<TD class=Normal width=56>
1</TD>
<TD class=Normal width=189>
直流稳压电源</TD>
<TD class=Normal width=132>
6V，12V切换</TD>
<TD class=Normal width=54>
1</TD>
<TD class=Normal width=90>
DG04-1</TD></TR>
<TR>
<TD class=Normal width=56>
2</TD>
<TD class=Normal width=189>
直流稳压电源</TD>
<TD class=Normal width=132>
0～30V可调</TD>
<TD class=Normal width=54>
1</TD>
<TD class=Normal width=90>
DG04-1</TD></TR>
<TR>
<TD class=Normal width=56>
3</TD>
<TD class=Normal width=189>
万用表</TD>
<TD class=Normal width=132> </TD>
<TD class=Normal width=54>
1</TD>
<TD class=Normal width=90> </TD></TR>
<TR>
<TD class=Normal width=56>
4</TD>
<TD class=Normal width=189>
直流数字电压表</TD>
<TD class=Normal width=132> </TD>
<TD class=Normal width=54>
1</TD>
<TD class=Normal width=90>
D31</TD></TR>
<TR>
<TD class=Normal width=56>
5</TD>
<TD class=Normal width=189>
直流数字毫安表</TD>
<TD class=Normal width=132> </TD>
<TD class=Normal width=54>
1</TD>
<TD class=Normal width=90>
D31</TD></TR>
<TR>
<TD class=Normal width=56>
6</TD>
<TD class=Normal width=189>
叠加原理实验电路板</TD>
<TD class=Normal width=132> </TD>
<TD class=Normal width=54>
1</TD>
<TD class=Normal width=90>
DG05</TD></TR></TABLE>
2．实验线路如图2-2所示
<IMG src="http://www.syau.edu.cn/jwc/jingpinke/dianlu/kejian/syzd-02.files/image004.jpg">
 
 
 
 
 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
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=561 border=1>

<TR>
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测量项目
实验内容</TD>
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UEF</TD>
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UCB</TD>
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I1
mA</TD>
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I2
m A</TD>
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I3
m A</TD>
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UAB
(V)</TD>
<TD class=Normal width=46>
UCD
(V)</TD>
<TD class=Normal width=46>
UAD
(V)</TD>
<TD class=Normal width=46>
UDE
(V)</TD>
<TD class=Normal width=47>
UFA
(V)</TD></TR>
<TR>
<TD class=Normal width=96>
E1 单独作用</TD>
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E2 单独作用</TD>
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E1、E2共同作用</TD>
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<TD class=Normal width=46> </TD>
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<TD class=Normal width=46> </TD>
<TD class=Normal width=46> </TD>
<TD class=Normal width=46> </TD>
<TD class=Normal width=46> </TD>
<TD class=Normal width=46> </TD>
<TD class=Normal width=46> </TD>
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<TR>
<TD class=Normal width=96>
2E2 单独作用</TD>
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<TD class=Normal width=46> </TD>
<TD class=Normal width=46> </TD>
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<TD class=Normal width=46> </TD>
<TD class=Normal width=46> </TD>
<TD class=Normal width=46> </TD>
<TD class=Normal width=47> </TD></TR></TABLE>
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
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=561 border=1>

<TR>
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测量项目
实验内容</TD>
<TD class=Normal width=50>
UEF
(V)</TD>
<TD class=Normal width=42>
UCB
(V)</TD>
<TD class=Normal width=42>
I1
mA</TD>
<TD class=Normal width=42>
I2
mA</TD>
<TD class=Normal width=50>
I3
m A</TD>
<TD class=Normal width=50>
UAB
(V)</TD>
<TD class=Normal width=50>
UDE
(V)</TD>
<TD class=Normal width=42>
UAD
(V)</TD>
<TD class=Normal width=50>
UDE
(V)</TD>
<TD class=Normal width=42>
UFA
(V)</TD></TR>
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<TD class=Normal width=99>
E1 单独作用</TD>
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<TD class=Normal width=42> </TD>
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<TR>
<TD class=Normal width=99>
E2 单独作用</TD>
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<TR>
<TD class=Normal width=99>
E1、E2共同作用</TD>
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<TD class=Normal width=42> </TD>
<TD class=Normal width=42> </TD>
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<TR>
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2E2 单独作用</TD>
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<TD class=Normal width=42> </TD>
<TD class=Normal width=50> </TD>
<TD class=Normal width=42> </TD></TR></TABLE>
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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1楼^#

发布于：2004-05-16 11:20

看不懂，这是物理课吗？<img src="images/post/smile/dvbbs/em30.gif" />

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queensf

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2楼^#

发布于：2004-06-01 15:20

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