实验2 基尔霍夫定律的验证
一、实验目的
1、验证基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。
2、学会测定电路的开路电压与短路电流；加深对电路参考方向的理解。
二、实验内容
计算并验证基尔霍夫定理。
三、实验仪器与设备
序号 1 2 3 4 5 名称 可调直流稳压电源 直流数字电压表 直流毫安表 万用电表 基尔霍夫定律实验线路板 型号规格 0~30V MF-30或其他 数量 1 1 1 1 1 备注 主板 自配 主板 自配 电路基础实验（一） 四、实验原理
基尔霍夫定律是电路理论中最基本也是最重要的定律之一，它概括了集总电路中电流和电压分别应遵循的基本规律。
基尔霍夫电流定律（KCL）：在集总电路中，任何时刻，对于任一节点，所有支路的电流代数和恒等于零，即Σi=0。
基尔霍夫电压定律（KVL）：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路的电压代数和恒等于零，即Σu=0。
电路中各个支路的电流和支路的电压必然受到两类约束，一类是元件本身造成的约束，另一类是元件相互连接关系造成的约束，基尔霍夫定律表述的是第二类约束。
参考方向：在电路理论中，参考方向是一个重要的概念，它具有重要的意义。电路中，我们往往不知道某一个元件两端电压的真实极性或流过电流的真实流向，只有预先假定一个方向，这个方向就是参考方向。在测量或计算中，如果得出某个元件两端电压的极性或电流的流向与参考方向相同，则把该电压值或电流值取为正值。否则把该电压或电流取为负值，以表示电压的极性或电流的流向与参考方向相反。
五、实验注意事项
1、验证KCL、KVL时，电流源的电流及电压源两端电压都要进行测量，实验中给定的已
知量仅作参考。
2、防止电源两端碰线短路。
3、使用电流测试线时，将电流插头的红接线端接电流表“+”，电流插头的黑接线端接电流表“-”。
4、使用数字直流电压表测量电压时，红笔端接入被测电压参考方向的正（+）端，黑表笔插入被测电压参考方向的负（-）端，若显示正值，则表明电压参考方向与实际方向一致；若显示负值，表明电压参考方向与实际方向相反。
5、若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“+”、“-”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表的极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。
六、实验内容与步骤
1、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图5.1中的I1、I2、I3所示。 2、分别将两路直流稳压电源接入电路，令US1=6V，US2=12V。
3、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，将电流插头的红接线端接电流表“+”，电流插头的黑接线端接电流表“-”。选择合适的电流表档位，记录电流值。
4、用直流数字电压表分别测量两路电源输出电压及电阻元件上的电压值，记录之。 1、 将测得的各电流、电压值分别代入Σi=0和Σu=0，计算并验证基尔霍夫定律，作出必要的误差分析。
表5.1基尔霍夫定理实验数据
被测量 计算 值 测量2.92 值 相对 误差 14.13 14.13 6 11.85 0.98 -5.87 -1.95 4.03 0.98 I1(mA) I2(mA) I3(mA) US1 US2 Ufa Uab Ucd Uad Ude f510I1 Aa AI3R1U1US1 AI21kbR2U2US2510R4e510dR3U3R5330c图5.1 基尔霍夫定理的验证
七、实验报告要求
1、根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，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、回答思考题2。
八、实验思考题
1、根据图5.1的电路参数，计算出待测电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便测量时，可正确选择毫安表和电压表的量程。
2、实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，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时，则会有什么显示呢？
实验3-1 叠加原理
一、实验目的
1、验证线性电路叠加原理的正确性。
2、通过实验加深对叠加原理的内容和适用范围的理解。 3、学会分析测试误差的方法。
二、实验内容
1、分别令US1电源单独作用，US2电源单独作用，US1和US2共同作用，2US2单独作用，验证线性电路叠加原理。
2、将电阻换成二极管，验证非线性电路不满足叠加原理。
三、实验仪器与设备
序号 1 2 3 4 名称 可调直流稳压源 直流数字电压表 直流毫安表 叠加原理实验线路板 型号规格 0~30V 数量 1 1 1 1 备注 主板 自配 主板 电路基础实验（一） 四、实验原理
叠加原理是分析线性电路时非常有用的网络定理，它反映了线性电路的一个重要规律。叠加原理：在含有多个独立电源的线性电路中，任意支路的电流或电压等于各个独立电源分别单独激励时，在该支路所产生的电流或电压的代数和。电路中某一电源单独激励时，其余不激励的理想电压源用短路线来代替，不激励的电流源用开路线来代替。
含有受控源的电路应用叠加原理时，在各独立电源单独激励的过程中，一定要保留所有的受控源。
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（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流或电压值）也将增加或减小K倍。
叠加原理只适用于线性电路，即使在线性电路中，因为功率与电压、电流不是线性关系，所以计算功率时不能应用叠加原理。
五、实验注意事项
1、用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“+”、“-”号的记录。
2、注意仪表量程的及时更换。
六、实验内容与步骤
1、按图6.1电路接线，取US1=12V,US2=10V。
2、令US1电源单独作用，（将开关S1投向US1侧，开关S2投向短路侧），用直流数字电压表和毫安表（使用电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端电压。将数据记入表格6.1中。
表6.1 线性电路测量数据 测量项目 US1单独作用 US2单独作用 US1、US2共同 作用 1.3US2单独作用 3、令US2电源单独作用（将开关S2投向US2侧，开关S1投向短路侧），用直流数字电压表和毫安表（使用电流插头）测量各支路及各电阻元件两端电压。
4、令US1和US2共同作用（将开关S1和S2分别投向US1和US2侧），重复实验步骤2。 5、将US2调至13V，即1.3US2电源单独作用（将开关S2投向US2侧，开关S1投向短路侧），重复上述实验步骤3。
6、将图6.1所示电路中的R5换为二极管N4007（将开关S3投向二极管侧），其余同上述实验步骤，验证非线性电路不满足叠加原理。将数据记入表格6.2中。
US1 US2 I1 I2 I3 Uab Ucd Uad Ude Ufa