第5章电路定理.doc

第5章 电路定理 一、实训目的 通过验证性实训，加深对基尔霍夫定律、戴维宁和诺顿定理以及叠加定理等电路基本定理的理解，加深对电路基本定理普遍性的认识。 二、实训内容 （1）基尔霍夫定律的实验研究（验证性实训）。 （2）戴维宁定理与和诺顿定理的实验研究（验证性实训）。 （3）叠加定律的实验研究（验证性实训）。 （4）最大功率传输定理的实验研究（设计性实训）。 三、实训要求 （1）通过实训，加深对电路基本定理普遍性的认识。 （2）掌握电路基本定理的实验研究方法。 （3）初步掌握最大功率传输定理的实验研究方法。 四、实训知识准备 （1）预习基尔霍夫、戴维宁和诺顿等电路基本定律。 （2）预习叠加定理。 （3）预习最大功率传输定理。 五、实训考核标准 （1）是否掌握基尔霍夫定律实验研究方法。 （2）是否掌握戴维宁和诺顿定理实验研究方法。 （3）是否初步掌握最大功率传输定理的实验研究方法。 5.1 基尔霍夫定律的实验研究 5.1.1 实训目的 （1）通过验证性实训，加深对电路基本定律普遍性的认识。 （2）验证基尔霍夫电流定律和电压定律。 5.1.2 实训原理 基尔霍夫定律主要包括：电流定律和电压定律，应用极为广泛。 1、基尔霍夫电流定律（KCL） 在任一时刻，流入任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。换言之，就是在任一时刻，流入到电路任一节点的电流的代数和为零。即 ＝0 电流定律不仅可以运用某一节点，也可以把它推广运用于电路中的任一假设的封闭面，因为可将封闭面看成扩大了的点。 2、基尔霍夫电压定律（KVL） 在任一时刻，电路中任一闭合回路内各段电压的代数和恒等于零。换言之，沿闭合回路环行一周，电压升之和等于电压降之和。即 ∑U＝0 实验前，首先要在回路中选定绕行方向，规定电压极性和电流方向。若电流的参考方向与绕行方向一致，RI前面取正号；反之，取负号。若电压源的电压参考极性与绕行方向一致，则US前面就取正号；反之，US前面取负号。 5.1.3 实训设备、仪表和元器件 见表5-1。 表5-1 实训所需设备、仪表及元器件一览表 序号 名 称 型 号 规 格 数量 备 注 1 直流稳压电源 YB1731B 直流0-50V/1A 2 或YB1719 2 数字万用表 UT-52 或MF-47 1 或500型模拟表 3 晶体管毫伏表 YB2172 0~500mV 1 或1000mV 4 直流电压表 DF-1940 0~500V 1 或0~100V 5 直流电流表 DLB-1 0~2~5A 1 或0~10A 6 电阻 电阻箱 50~100~200Ω 10 或100Ω可变电阻 7 可变电阻 电位器 0~200Ω/0~5.1KΩ 2 0~4.7KΩ 8 双刀双掷开关 通用型 100~250V/1A 2 或单刀单掷开关 9 连接导线 0.5mm2 黄、绿、红、兰、 绝缘导线 5.1.4 实训内容和步骤 实验电路如图5-1所示。电路参数：直流稳压电源Us1＝10V，Us2＝15V，电阻R1＝200Ω，R2＝150Ω，R3＝200Ω，S1与S2为双刀双掷开关。 送电前，稳压电源Us1、Us2均调到零位。测电流时，电流表要串联；测电压时，电压表要并联。 图5-1 基尔霍夫定律实验电路 1、基尔霍夫电流定律KCL验证 （1）双电源Us1和Us2共同作用时，测量I1、I2和I3电流值。 测电流时，先取下R1到B点的导线，再根据假定电流方向，将直流表的负表笔接在B点上，开启Us1和Us2电源。用正表笔点击一下电阻R1，如指针正向偏转，表明电流流入B节点，取为正值。如表针反向偏转，应立即断开，对调电流表的正负极，重新读数，其值取负，依此类推，将测量结果填入表5-2中，并验证电流关系：＝I1＋I2＋I3＝0。 表5-2 Us1和Us2共同作用时，I1、I2和I3的测量电流值 支路电流 计算值 测量值 误 差 I1 I2 I3 ＝I1＋I2＋I3 （2）电源Us1或Us2单独作用时，测量I1、I2和I3的电流值。 测量步骤同上，将测量结果填入表5-3中，并验证电流关系：＝I1＋I2＋I3＝0。 表5-3 Us1或Us2单独作用时，I1、I2和I3的测量电流值 支路电流 计算值 测量值 误 差 I1 I2 I3 ＝I1＋I2＋I3 2、基尔霍夫电压定律KVL验证 实验电路仍按图5.1接线，分别测量回路ABDA电压值和回路BCDB电压值。回路ABDA和回路BCDB电压参考方向均以顺时针为正。 （1）双电源Us1和Us2共同作用时，测量各支路电压值。 开启10V和15V电源，用电压表测量回路ABDA中各支路电压UAB、UBD和UDA值。测量回路