第二章电路实验-实验2new

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1、2.2实验二叠加定理和基尔霍夫定律一、实验目的（1）加深对叠加定理的理解。（2）验证基尔霍夫定律。（3）理解参考方向与真实方向的关系。二、实验仪器名称型号规格数量电路实验箱HPE-DL11个九孔方板297*300mm1块P8-I双头导线1m6条P8-I双头导线0.2m6条连接件短接片6个电流插孔3个电流插孔导线1条电阻100Ω/2W、200Ω/2W、300Ω/2W、510Ω/2W各1个元件盒运算放大器模块LM7411个非线性元件1个直流稳压源HG64303(双路DC0～30V输出及固定DC5V输出)1台台式数字万用表GDM-81351台三、实验原理1、叠加定理如果把独

2、立电源称为激励，由它引起的电压、电流称为响应，则叠加定理可简述为：在任一线性网络中，多个激励同时作用时的总响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。所谓某个激励单独作用，就是除此激励外，其它激励均为零值，即独立电压源短路，独立电流源开路。对于实际电源，电源的内阻或内电导必须保留在原电路中。叠加定理不适用于功率计算，因为在线性网络中，功率是电压或电流的二次函数。对含受控源的线性电路，叠加定理也是适用的。2、基尔霍夫定律（1）基尔霍夫电流定律在集总电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出该结点的支路电流的代数和恒等于零。即i0（2）基尔霍夫电压定律在集总电路中，任何时刻

3、，沿任一闭合回路，所有支路电压的代数和恒等于零。即u0四、任务与步骤步骤1：验证叠加定理图2.2.1电路中，电流源使用实验一中所用的电流源，将它的输出电流IS设置为20mA，Ri2为电流源本身的并联等效电阻，其值在实验一中已计算得出；电压源使用直流稳压电源HG64303任意一路可调的电压输出，将其输出电压设置为3V，Ri1为它的内阻，可忽略不计。按图2.2.1所示连接实验电路。图2.2.1验证叠加定理按以下三种情况进行实验：①U与I共同作用；SS②I单独作用，U不作用（把电压源U去掉，用短路线代替）；SSS③U单独作用，I不作用（把电流源的输出调为零，不要关掉电流

4、源的电源开关）。SS分别测出各支路的电压和电流，填入表2.2.1中。表2.2.1测测量量项UAB/VUBC/VUCA/VI1/mAI2/mAI3/mA值U与I共同作用SSI单独作用SU单独作用S步骤2：验证基尔霍夫定律（1）按图2.2.2连接实验电路，选择节点a验证基尔霍夫电流定律（KCL）。图2.2.2验证基尔霍夫定律表2.2.2验证KCL数据测量项I1/mAI2/mAI3/mA测量值（2）选择abca和acda两个网孔，验证基尔霍夫电压定律（KVL）：表2.2.3验证KVL数据回路1测量项Uab/VUbc/VUca/VU/V（abca）测量值回路2测量项Uac/

5、VUcd/VUda/VU/V（acda）测量值*步骤3：研究叠加定理对含有非线性元件网络的适用性将图2.2.1中的R用非线性元件代替。自拟实验步骤（测试点不要全部选择在非线性元3件的线性区内。*步骤4：研究叠加定理对含有受控源的线性网络的适用性按图2.2.3接线，电路参数由实验室给定，自拟实验步骤，验证电压U是否符合叠加ab定理。图2.2.3研究叠加定理对含有受控源的线性网络的适用性五、预测与仿真（1）根据已知实验条件，预测实验中所有待测量，将得到的理论数据填入相应的表中。（2）对每个步骤进行仿真。六、预习（1）复习叠加定理和基尔霍夫定律的有关内容。（2）在叠加原理

6、实验中，要令U、I分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作SS用的电源短接置零？（3）自行选定图2.2.3中各电阻的阻值，利用仿真工具，确定所选电阻值不会造成电路中电压电流超出额定范围。（4）完成“五、预测与仿真”中的内容。七、实验报告要求（1）根据表2.2.1的实验数据，验证叠加定理。（2）各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用表2.2.1的实验数据，进行计算并作结论。（3）根据实验数据，验证KCL的正确性。（4）根据实验数据，验证KVL的正确性。八、思考与体会（1）在验证叠加原理时，如果电源内阻不能忽略，实验该如何进行。（2）叠加原理的使用条件是什么？（

7、3）实验心得与体会。