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实验一 基尔霍夫定律的验证实验
一.实验目的
通过实验验证基尔霍夫电流、电压定律,加深对定律的理解,巩固所学知识。
掌握workbench软件在电路分析仿真中的基本操作。
掌握workbench软件中基本虚拟仪器的使用方法。
二.实验原理
1.基尔霍夫电流定律,简写为KCL,可文字表述为:
对于任一集总电路中的任一节点,在任一时刻,流出(或流进)该节点的所有支路电流的代数和为零。
1 即对于节点1,有:
1
2.基尔霍夫电压定律,简写为KVL,可文字表述为:
对于任一集总电路的任一回路,在任一时刻,沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。
三.实验过程
1.根据电路图在workbench软件中做出电路模型(如下图所示)。
2.开关打开,开始显示并记录有关数据(如下图中所示)。
3.根据实验结果分析。
图1中:对于节点1,流进的电流1.999A等于流出的电流之和(1.500A+499.9mA),因而验证了KCL定律的正确性。
图 2 中:回路1:6V+3V+2V=11V恰好等于电源电压11V;
回路2:6V+5V=11V恰好等于电源电压11V;
回路3:3V+2V-5v=0V
3个回路各自满足KVL定律,因为验证了它的正确性。
四.实验电路图
图1
图2:
五.实验心得
通过本次实验,我对电路实验有了初步的了解,体会到了电路的神奇与奥妙。
进一步学习了基尔霍夫定律和叠加定理的应用,根据所画原理图,连接好实际电路,测量出实验数据,经计算实验结果均在误差范围内,说明该实验做的成功。也深刻地理解了基尔霍夫电压和电流定律,巩固了课堂中所学的知识。对于KCL,KVL的原理以及它们的运用有了更深入的认识。我认为这两个实验的实验原理还是比较简单的,但实际操作起来并不是很简单,至少我觉得那些行行色色的导线就足以把你绕花眼,所以我想说这个实验不仅仅是对你所学知识掌握情况的考察,更是对你的耐心和眼力的一种考验。
由于这是电路分析的第一次实验,难免遇到了不少问题:
(1)workbench软件在电路分析仿真中的基本使用方法?
(2)workbench软件中基本虚拟仪器的使用方法?
(3)电流,电压的方向如何确定?
(4)连线总是练完一条,另一条不见了。
针对上面的问题,经过认真思考和反复实验,我是这样解决的:
(1)(2)通过查阅实验指导书和请教老师同学,对软件的基本使用有了一定的认识,经过多次实验,基本掌握了软件中基本仪器的使用。
(3)电压、电流表的矩形表示框中有一边特别粗,那就是电流、电压流出的方向。
(4)多试几次基本掌握诀窍,电路图画大一点,可以有效解决这个问题。
本次实验懂得了许多,但也存在许多不足,希望在以后的实验中能得到改善。
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