第2章 电路分析实验报告
2.1直流电路的仿真
2.1.1 基尔霍夫定律的验证
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. 学会使用电流表、电压表测量各支路电流和各元件电压的方法。 3. 熟悉Multisim9软件的使用。
二、实验原理
基尔霍夫定律是集总电路的基本定律，它包括电流定律和电压定律。
基尔霍夫电流定律（KCL）指出：“在集总参数电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零”。此处，电流的“代数和”是根据电流是流出结点还是流人结点判断的。若流出结点的电流前面取“+”号，则流入结点的电流前面取“-”号；电流是流出结点还是流入结点，均根据电流的参考方向判断，所以对任意结点都有
?i?0
上式取和是对连接于该结点的所有支路电流进行的
基尔霍夫电压定律（KVL）指出：“在集总参数电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零”。所以，沿任一回路有
?u?0
上式取和时，需要任意指定一个回路的绕行方向，凡支路电压的参考方向与回路的绕行方向一致者，该电压前面取“+”号，支路电压的参考方向与回路的绕行方向相反者，前面取“-”号。
三、虚仪实验仪器及器材
双踪示波器
信号发生器
交流毫伏表
数字万用表
四、实验内容与步骤
基尔霍夫定律实验电路如图2-1所示，按图2-1所示电路接线，令U1＝6V，U2＝12V。使用Multisim9仿真软件对图2-1所示电路进行测试。
FI1510?R1AI31kΩR2I2BU16V510?R3510?330?DR5R412VU2EC
图2-1 基尔霍夫定律电路
1．用电流表分别测量I1、I2、I3的电流值，记录之，填入表2-1中。
2．用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之,填入表2-1中。 在表2-1中电流的单位为毫安mA，电压的单位为伏特V。
UFA+UAB-V+0.982DC 10M?-5.987DC 10M?-VR1510 ? i1+i2-A+1.926mDC 1e-009?-5.987mDC 1e-009?7.915mA-AR21k? +i3DC 1e-009?V2V1-12 V 6 V R3+510 ? 4.037-VUADDC 10M?R4510 ? R5330 ? UDE-UCD+V-0.982DC 10M?-1.976DC 10M?+V
图2-2 Multisim基尔霍夫定律仿真电路
表2-1 实验数据记录表格
被测量 计算值 测量值 绝对误差 I1 1.927 1.926 0.01 I2 I3 U1 6 6 0 U2 12 12 0 UFA 0.980 0.982 0.002 UAB UAD UCD UDE -6.002 7.901 -5.987 7.915 0.005 0.014 -5.989 4.001 -5.987 4.037 0.002 0.036 -2.012 1.010 -1.976 0.982 0.036 0.018 五、预习思考题
根据图2-1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，记入预习报告理论计算中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。
六、实验报告
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闭合回路，验证KVL的正确性。 3. 误差原因分析。
1
2.1.2 戴维南定理的验证
一、实验目的
1、熟悉Multisim9软件的使用。
2、学习测量有源二端网络的开路电压UOC和短路电流IS以及除源网络的电阻Ro的方法。 3、验证戴维南定理的正确性。
二、实验原理
戴维南定理指出：一个含独立电源、线性电阻和受控源的一个端口，对外电路来说，可以用一个电压源和一个电流源的串联组合等效置换，在电压源的电压等于一端口的开路电压，电阻等于一端口的全部电源置零后的输入电阻。
用上述的电压源和电阻串联起来就组成了戴维南等效电路。其中电压源UOC可用电压表直接测量端口之间的电压，输入电阻R0可直接用万用表测量端口之间的电阻。
三、虚仪实验仪器及器材
双踪示波器
信号发生器
交流毫伏表
数字万用表
四、实验内容及步骤
1、按实验图2-3在Multisim9软件中连接电路与电流表，特别注意的本电路中的开关（在基本器件库中），通过按A和B键使J1和J2开关切换可让电压源不作用（即相当于短路），按C、D和E键使J3 、J4和J5开关切换可让所在的支路不作用（即相当于断路）。
R12.0?R32.0?R2J1Key = A2.0?J3Key = CJ4Key = DJ5Key = EJ2Key = B+3.000-AIODC 1e-009?+0.000-VUOCDC 10M?XMM1R4V112 V V26 V Key = Space 2 ? 50% 实验图2-3
2、在实验图2-3中切换J1、J2和J3开关使三条支路的元件处于工作状态，J4和J5两条支路的元件
2
处于不工作状态，逐渐的改变滑动变阻器R4的大小，将电流表的读数填入实验表2-1中。
实验表2-1
R /I0A 0.5Ω 2.769 1Ω 2.571 1.5Ω 2.400 2Ω 2.250 3、切换J3开关使J3所在的支路断路，使J4所在支路开始工作，其他电路不变，记录下电压表的数值UOC。(仿真测量ROC=9V)
4、在实验图2-3中切换J1、J2 、J3和J4开关使四条支路的元件处于不工作状态，J5关闭使其支路元件开始工作，选择数字多用表的电阻按钮，测量出端口的输入电阻R0。(仿真测量RO=3Ω)
5、实验图2-3的戴维南定理的等效电路如图实验图2-4，逐渐的改变滑动变阻器R的大小，将电流表的读数填入实验表2-2中。
R13.0?J1Key = Space+V19 V 2.571-AIODC 1e-009?Key = A 2 ? R225%
实验表2-2
1.5Ω 2.00 2Ω 1.80 R /I0A 0.5Ω 2.571 1Ω 2.25 6、比较实验表2-1和实验表2-2中的电流值，来验证戴维南定理。
7、注意在此验证过程中，要尽可能的减少测量元件对测量结果的影响，如：电流表的电阻要调到纳欧姆级，电压表的电阻要调到兆欧姆级等。在实验中自己应注意总结。
五、实验报告要求
1、画出仿真电路
2、将测量结果填表入上述表2-1、2-2。 3、画出上述电路的伏安特性曲线。 (2.1)
3
R13 ? J1Key = BV19 V +2.571-AIODC 1e-009?R2Key = A 0.5 ? 100%
R12 ? R32 ? J3R22 ? +Key = CJ4Key = DJ5Key = EJ1Key = AJ20.000-AIODC 1e-009?+0.000-VUOCDC 10M?XMM1Key = BR4V1V212 V 6 V Key = Space 50%2 ?
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