電位測量與基爾霍夫定律及疊加原理的驗證

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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,電流的實際方向與參考方向的關(guān)系.3通過試驗數(shù)據(jù)驗證基爾霍夫定律,加深對電路定律的理解.4通過試驗驗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際方向.為便利對電路進(jìn)行分析和計算,采用技能先假設(shè)某一個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

測量某電路的各支路電流及多個元件兩端的電壓,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

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,相反的電壓取負(fù)號.KVL說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)無關(guān).3.疊加定理

在有多個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電源單獨作用時在該支路中所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和.三試驗設(shè)備

數(shù)字式直流電壓、電流表；電工電路試驗臺及多媒體等

四、試驗操作方法和步驟

1.內(nèi)容步驟：試驗驗證基爾霍夫定律

關(guān)斷電源一按電路圖接線：兩個回路接線并認(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點的延伸點(試驗臺板上為A,B,C,E)一教師檢查通過后一開電源，調(diào)理

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

查（1.用節(jié)點法粗估B點電位后，可估算出各電壓電流；2.用理論計算公式驗算。）

2.內(nèi)容步驟：試驗驗證疊加定理

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

五、試驗記錄與處理（數(shù)據(jù),圖標(biāo),計算等）試驗數(shù)據(jù)表格：

表1基爾霍夫定律試驗記錄

UAB(v)UBC(vUBE(v)UEA(vUCE(v)對回路ABCEA、))和ABEA驗證∑U＝0見理論驗證舉例I2(ma)I3(ma)對結(jié)點B驗證∑I＝0見理論驗證舉例I1(ma)試驗數(shù)據(jù)的理論驗證舉例：

KVL驗證：對回路abcda有∑U＝Uab+Ubc+Ucd+Uda，代入實

驗測得數(shù)據(jù)即：

3.2+0.8+6－10=0，誤差0,滿足KVL

KCL驗證：對結(jié)點b有∑I＝I1－I3－I2，代入試驗測得數(shù)據(jù)即：

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

表2疊加定理試驗記錄

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

1.通過試驗進(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；并由試驗數(shù)據(jù)的計算驗證了