实验一 基尔霍夫定律的验证
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。
二、原理说明
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。
运用上述定律时必须注意各支路电流或闭合回路的正方向，此方向可预先任意设定。
三、实验设备
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序号 |
名称 |
型号与规格 |
数量 |
备注 |
|
1 |
可调直流稳压电源 |
0~30V |
双路 |
|
|
2 |
万用表 |
1 |
自备 |
|
|
3 |
直流数字电压表 |
0~200V |
1 |
|
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4 |
电位、电压测定实验电路板 |
1 |
DVCC-03 |
四、实验内容
实验线路如图，用DVCC-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路板。
1. 实验前先任意设定三条支路电流正方向。如图中的I1、I2、I3的方向已设定。闭合回路的正方向可任意设定。
2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。
3. 熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字电流表的“＋、－”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，记录之。
实验结果如下：
|
被测量 |
I1(mA) |
I2(mA) |
I3(mA) |
U1(V) |
U2(V) |
UFA(V) |
UAB(V) |
UAD(V) |
UCD(V) |
UDE(V) |
|
计算值 |
-0.4 |
6.6 |
6.2 |
6 |
12 |
-6.2 |
-6.6 |
3.16 |
-2.12 |
-0.204 |
|
测量值 |
-0.4 |
6.5 |
6.4 |
6 |
12 |
-6.1 |
-6.8 |
3.1 |
-2.10 |
-0.2 |
|
相对误差 |
0 |
0.1 |
0.2 |
0 |
0 |
0.1 |
0.2 |
0.06 |
0.02 |
0.004 |
结果分析：
1. 根据实验数据，选定节点A，验证了KCL的正确性。
2. 根据以上实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证了KVL的正确性。
3. 存在误差的原因是系统误差。
实验二 叠加原理的验证
一、实验目的
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。
二、原理说明
叠加原理指出：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。
三、实验设备
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序号 |
名 称 |
型号与规格 |
数量 |
备 注 |
|
1 |
可调直流稳压电源 |
0~30V |
双路 |
|
|
2 |
直流数字电压表 |
0~200V |
1 |
|
|
3 |
直流数字电流表 |
0~2000mV |
1 |
|
|
4 |
迭加原理实验电路板 |
1 |
DVCC-03 |
四、实验内容
实验线路如图所示，用DVCC-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”电路板。
1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。开关K3投向R5侧。
2. 令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和直流数字电流表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，记录之。
3. 令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量，记录之。
4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧）， 重复上述的测量，并记录之。
实验结果如下：
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测量项目 实验内容 |
U1 (V) |
U2 (V) |
I1 (mA) |
I2 (mA) |
I3 (mA) |
UAB (V) |
UCD (V) |
UAD (V) |
UDE (V) |
UFA (V) |
|
U1单独作用 |
12 |
0 |
9 |
-3.4 |
5.6 |
1.7 |
1.1 |
2.8 |
4 |
4.6 |
|
U2单独作用 |
0 |
6 |
-1.7 |
5.1 |
3.4 |
2.6 |
1.7 |
1.7 |
0.9 |
0.9 |
|
U1、U2共同作用 |
12 |
6 |
7.3 |
1.7 |
9.0 |
4.3 |
2.8 |
4.5 |
4.9 |
5.5 |
五、实验结果分析
1.不能直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零。
2. 根据实验数据验证了线性电路的叠加性。
2. 各电阻器所消耗的功率不能用叠加原理计算得出。