電位測(cè)量與基爾霍夫定律及疊加原理的驗(yàn)證

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1熟悉直流穩(wěn)壓電源,電壓表,電流表的使用.

2理解電位高低,電流的實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系.3通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證基爾霍夫定律,加深對(duì)電路定律的理解.4通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性,并了解其應(yīng)用范圍.

二試驗(yàn)原理和內(nèi)容

電路原理電路圖

1.電流,電壓的參考方向與實(shí)際方向

電流和電壓在電路分析中,往往事先很難判斷它們的實(shí)際方向.為便利對(duì)電路進(jìn)行分析和計(jì)算,采用技能先假設(shè)某一個(gè)方向作為電流或電壓的正方向,即為〞參考方向〞.如電流或電壓的實(shí)際方向與參考方向一致,其數(shù)值取正;否則取負(fù).2.基爾霍夫定律

測(cè)量某電路的各支路電流及多個(gè)元件兩端的電壓,滿足基爾霍夫電流定律(KCL)和電壓定律(KVL).

KCL指出:在電路任一節(jié)點(diǎn)上,所有支路的電流代數(shù)和恒等于零,∑I=0.KCL反映了電流的連續(xù)性原理.與電路中元件的性質(zhì)無(wú)

KVL指出:沿電路中任一閉合回路繞行一周,各段電壓代數(shù)和恒等于零,∑U=0.參考方向與繞行方向一致的電壓取正號(hào),相反的電壓取負(fù)號(hào).KVL說(shuō)明白電路中各段電壓的約束關(guān)系,與電路中元件的性質(zhì)無(wú)關(guān).3.疊加定理

在有多個(gè)電源共同作用的線性電路中,各支路的電流或電壓都等于每個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路中所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和.三試驗(yàn)設(shè)備

數(shù)字式直流電壓、電流表；電工電路試驗(yàn)臺(tái)及多媒體等

四、試驗(yàn)操作方法和步驟

1.內(nèi)容步驟：試驗(yàn)驗(yàn)證基爾霍夫定律

關(guān)斷電源一按電路圖接線：兩個(gè)回路接線并認(rèn)準(zhǔn)由于“電流插座〞的接入，使原電路原理電路圖中的a,b,c,d點(diǎn)的延伸點(diǎn)(試驗(yàn)臺(tái)板上為A,B,C,E)一教師檢查通過(guò)后一開(kāi)電源，調(diào)理

US1=10V，US2=6V。按表1測(cè)填有關(guān)電壓、電流數(shù)據(jù)一自我檢

查（1.用節(jié)點(diǎn)法粗估B點(diǎn)電位后，可估算出各電壓電流；2.用理論計(jì)算公式驗(yàn)算。）

2.內(nèi)容步驟：試驗(yàn)驗(yàn)證疊加定理

按表2測(cè)填有關(guān)電壓、電流數(shù)據(jù)（注意US1、US2單獨(dú)作用時(shí)的處理，不作用的電壓源應(yīng)短接）一自我檢查（用理論計(jì)算公式驗(yàn)算）一關(guān)電源，送教師檢查簽字一拆線并清潔整理試驗(yàn)臺(tái)，終止試驗(yàn)。

五、試驗(yàn)記錄與處理（數(shù)據(jù),圖標(biāo),計(jì)算等）試驗(yàn)數(shù)據(jù)表格：

表1基爾霍夫定律試驗(yàn)記錄

UAB(v)UBC(vUBE(v)UEA(vUCE(v)對(duì)回路ABCEA、))和ABEA驗(yàn)證∑U＝0見(jiàn)理論驗(yàn)證舉例I2(ma)I3(ma)對(duì)結(jié)點(diǎn)B驗(yàn)證∑I＝0見(jiàn)理論驗(yàn)證舉例I1(ma)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的理論驗(yàn)證舉例：

KVL驗(yàn)證：對(duì)回路abcda有∑U＝Uab+Ubc+Ucd+Uda，代入實(shí)

驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)即：

3.2+0.8+6－10=0，誤差0,滿足KVL

KCL驗(yàn)證：對(duì)結(jié)點(diǎn)b有∑I＝I1－I3－I2，代入試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)即：

I1－I3－I2=22.8-8.14-14.6=0.06≈0,基本滿足KCL.

表2疊加定理試驗(yàn)記錄

US1(v)US2(v)I1(mAI2(mAI3(mAUAB(v)UBC(v)UBE(v))))US1單獨(dú)作用US2單獨(dú)作用US1、US2共同作用驗(yàn)證疊加原理六、試驗(yàn)結(jié)果及分析

1.通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步理解了KVL、KCL、疊加定理的物理意義及其應(yīng)用本卷須知；并由試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算驗(yàn)證了