实训基尔霍夫定律与叠加定理.docVIP

2006-2007-2讲课比赛教案 陈 玉 华 基尔霍夫定律与叠加定理 一、讲解实验目的 1、验证基尔霍夫电流、电压定律和叠加定理。 2、加深对电路中电流、电压参考方向的理解。 二、讲解预习要求 1、熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律的内容及应用。 2、熟练掌握叠加定理的内容及应用。 3、学会判别电压和电流实际方向。 4、整理简要的实训步骤。 5、在原始数据记录纸上画好测试数据的表格。 三、试验使用器材 1、万用表（MF47型或MF500型） 1只 2、电流表（T51型） 1只 3、电路分析实验箱（SG6940A） 1台 四、实训原理及说明 1、基尔霍夫电流定律 任何时刻，在电路的任一节点上，所有支路电流的代数和恒等于零，即Σ=0。此时若取流出节点的电流为正，则流入节点的电流为负。它反映了电流的连续性，说明了节点上各支路电流的约束关系，它与电路中元件的性质无关。 2、基尔霍夫电压定律 任意时刻，沿电路中任一闭合回路绕行一周，各段电压的代数和恒等于零，即Σ=0。它说明了电路中各段电压的约束关系，它与电路中元件的性质无关。 3、叠加定理 在线性电路中，当有几个电源共同作用时，各支路的电流（或电压）等于各独立源分别单独作用时在该支路产生电流（或电压）的代数和。若不作用的是电压源US时（即US=0），在US处用短路线代替；当不作用的是电流源IS（即IS=0），在IS处用开路代替。 4、电流和电压的参考方向 在图8-1中，假定电流的参考方向是从A流向B，电流表的正负极的连接方式如图所示（电流从电流表的正极流入，负极流出），若电流表指针正向偏转，则该电流为正值（即电流的实际方向与参考方向一致）；若电流表指针反向偏转，需将电流表的正、负极接线交换后读取数据，电流即为负值（即其参考方向与实际方向相反）。同样，电压表测电压UAB，其连接方式如图所示（红表笔接A点，黑表笔接B点）。若电压表指针正向偏转，则电压UAB为正值（即电压的实际方向与参考方向一致）；若电压表指针反向偏转，需将电压表的红、黑表笔交换位置后再读取数据，电压UAB即为负值（即其参考方向与实际方向相反）。 五、内容及步骤 1、按图8-2在电路分析实验箱上的电路基本定律区域接线。取稳压电源输出电压US1=12V，US2=10V，电阻R1=100Ω，R2=200Ω，R3=50Ω。 2、当US1、US2共同作用时，测量表8-1中列出的各电流和电压，并记入表中（注意电流和电压的正、负号）。 3、验证表8-1中列出的节点和回路是否符合KCL、KVL，并将结果记入表中。 电源 电流(mA) 电压(V) 验证KCL 验证KVL 和共同作用 节点BΣ= 回路ABEFA Σ= 回路BCDEB Σ= 4、拆除线路中的US2接线后，将线路中的C、D两点直接用导线连接，使电源US1单独作用，测量表8-2中对应的电流和电压的值。 5、拆除线路中的US1接线后，将线路中A、F两点直接用导线连接，使电源US2单独作用，测量表8-2中对应的电流和电压的值。 6、计算验证叠加定理，并将结果记入表中。 电源 电流(mA) 电压(V) US1单独作用 US2单独使用 验证叠加定理 【注意事项】 1、线路中电源US不作用，指得是US原来的接线位置短路，切不可将电源US的正负极短路。 2、测量值的正、负是以图8-2中给定的参考方向为基准。 六、报告要求 报告内容包括：实训目的、实训器材、实训原理及说明、实训内容及步骤、数据及误差分析、思考题解答、实训小结等内容。 七、思考题 1、为什么US不作用时，不可以将电源US的正负极直接短路？ 2、叠加定理适用于什么条件的电路？ 图8-1 电压和电流的参考方向 ο + - A V + - ο A B R 图8-2 验证KCL.KVL和叠加定理的电路图 + — + - A B D F E C + — + - + - 表8-1 表8-2