叠加原理和基尔霍夫定律讲述.ppt

叠加原理和基尔霍夫定律 黄 济 基础实验中心 课程：基础电子实验 一、实验目的： 1、学习电位、电压及电流的测量方法； 2、加深对叠加原理和基尔霍夫定律的内容及其适用范围的理解； 3、验证线性电路叠加原理、基尔霍夫定律的正确性。 二、实验仪器： 1、电工试验台 2、直流稳压电源 3、数字万用表 4、实验跳线 三、实验原理： 1、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。当电路中某一个电源单独激励时，其余不激励的理想电压源用短路代替，不激励的理想电流源用开路代替。 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。 叠加原理只适用于线性电路，但由于功率与电压和电流不是线性关系，所以即使是计算线性电路的功率，也不能应用叠加原理。 2、基尔霍夫定律： 1）基尔霍夫电流定律（KCL）：在集总电路中，在任何时刻，对于任一节点，所有支路的电流代数和恒等于零。 2）基尔霍夫电压定律（KVL）：在集总电路中，任何时刻，对于任一闭合回路，所有支路的电压代数和恒等于零。 3、电位： 1）规定电场力将单位正电荷从电场中某一点移动到参考点所做的功称为该点的电位。 2）电位是一个相对量。只有确定了参考点后，某点才有电位值。 3）电位有正负之分。某点电位为正值，说明改点电位高于参考点；反之，则低于参考点。 4、参考方向： 1）在电路计算和分析时，事先规定的电压或电流的正方向，称为参考方向。 2）当电压或电流为正值时，表示电压或电流的实际方向与参考方向相同；反之，则实际方向与参考方向相反。 四、实验内容： S1 S2 S3 实验电路 1、将开关S1和S2分别选择到两侧，开关S3选择电阻R5一侧。测量相对于不同的两个参考点，电路中各点的电位值，记入下表中。 2、根据表格选择开关S1、S2和S3的位置，测量电流及电压值，记入表二和表三中。 表一 电位测量数据 （US1=6V，US2=12V） 表二 线性电路测量数据 （US1=12V，US2=10V） 3、将开关S1和S2分别选择到两侧，开关S3选择到电阻R5一侧。测量相关数据，记入下表中。 表三 非线性电路测量数据 （US1=12V，US2=10V） 表四 基尔霍夫定律测量数据 （US1=6V，US2=10V） 注：以上各表格中，电流的单位均为mA，电压的单位均为V，电位的单位为V。 五、实验报告： 1、计算表一和表四中的“计算值”和“相对误差”，填入表中。 2、根据表一数据，在实验报告上同一坐标系中绘制分别以c、e为参考点的电位图。 3、根据表二和表三数据验证叠加原理。（线性电路和非线性电路均需验证）（电压和电流各取两组数据验证） 4、根据表二数据，验证线性电路中功率不符合叠加原理。 5、根据表四数据验证基尔霍夫定律。（KCL和KVL均需验证） 6、写出实验总结。 实验预习建议： 1、掌握电位的定义及相关知识。 2、掌握叠加原理的内容和验证方法。 3、掌握基尔霍夫定律的内容和验证方法。 * *