2013材料学院 电工与电子技术基础实验指导书

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1、电工与电子技术实验指导书聊城大学物理科学与信息工程学院2013-03实验一　基尔霍夫定律和叠加原理一、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.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。3.学会用电流插头、插孔测量各支路电流。二、实验仪器与器件1.直流稳压电源2.万用表3.直流数字电压表4.直流数字毫安表5.叠加原理和基尔霍夫定律实验电路板三、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律之一。基尔霍夫电流定律（KCL）指出，电路中任一结点，在任一瞬间，流入结点的电流总和等于流出该结点

2、的电流总和。即对电路中的任一个结点而言，应有ΣI＝0。基尔霍夫电压定律（KVL）指出，在任一瞬间，沿闭合回路绕行一周，在绕行方向上的电位升之和必等于电位降之和。即对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。叠加原理的内容：在有多个电源共同作用的线性电路中，任一支路中的电流（或电压）等于各个电源分别单独作用时在该支路中产生的电流（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。运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此

3、方向可预先任意设定。四、预习要求实验前要预习此实验并能解决以下问题　　1.根据图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，以便实际测量时，选择量程合适的毫安表和电压表。2.实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，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.在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？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

4、与齐次性还成立吗？为什么？五、实验内容及步骤1.基尔霍夫定律的验证实验电路如图1所示，实验前先设定三条支路电流的正方向和三个闭合回路的绕行方向，如图所示。三个闭合回路的绕行方向可设为ADEFA、ABCDA和FBCEF。图1基尔霍夫定律和叠加原理实验电路BAFECDIN4007K3K1K2+_U1+_U2I1I2I3　　　图2电流插头结构图mA+_电流插头电流插座（1）分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝12V，U2＝6V。（2）熟悉电流插头的结构，如图2所示，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。（3）将电流插头分别插入

5、三条支路的三个电流插座中，测出电流值，填入表1.（4）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，填入表1.表1验证基尔霍夫定律实验数据及计算值被测量I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)计算值测量值相对误差2.叠加原理的验证实验电路如图1所示。（1）将两路直流稳压电源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。（2）U1电源单独作用（将开关K1掷向U1侧，开关K2掷向短路侧）。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

6、两端的电压，数据填入表2。（3）U2电源单独作用（将开关K1掷向短路侧，开关K2掷向U2侧），重复实验步骤2（2）的测量，数据填入表2。表2验证叠加原理实验数据及计算值测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1作用U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用（4）U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复实验步骤2(2)的测量，数据填入表2。（5）将U2的数值调至＋12V，重复实验步骤2(3)，数据记入表2。（6）将R5

7、（330Ω）换成二极管1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复(1)～(5)的测量过程，数据记入表3。表3验证叠加原理实验数据及计算值测量项目实验内容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U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用六、实验报告要求　　1.根据实验数据，选定结点A，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KVL的正确性。3.根据实验数据，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验

8、证线性电路的叠加性与齐次性。　　4.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。　　5.通过实验步骤（6）及表格3中的数据的分析，你能得出什么样的结论？6.误差原因分析。实验二　戴维宁定理一、实验目