电路实验叠加定理和基尔霍夫定律的验证一、实验目的1. 加深对叠加定理和基尔霍夫定律的理解，并通过实验进行验证2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法3. 学会高级电工电子实验台上直流电工仪表的正确使用方法二、实验原理1．基尔霍夫定律（1）电流、电压的参考方向对电路进行分析，最基本的要求就是求解电路中各元件上的电流和电压，而其参考方向的选择 与确定是首要的问题之一电流、电压的参考方向是一种假设方向，可以任意选定一个方向作为参 考方向，电路中的电流和电压的参考方向可能与实际方向一致或者相反，但不论属于哪一种情况， 都不会影响电路分析的正确性应注意在未标明参考方向的前提下，讨论电流或电压的正负值是没 有意义的当电流、电压参考方向一致时，称为关联的参考方向否则为非关联参考方向2）基尔霍夫电流定律（KCL）基尔霍夫电流定律应用于结点，它是用来确定连接在同一结点上各支路电流之间关系的，缩写 为KCLKCL是电流连续性原理在电路中的体现对电路中任何一个结点，任一瞬时流入某一结 点的电流之和等于流出该结点的电流之和 KCL 也适用于任意假想的闭合曲面3）基尔霍夫电压定律（KVL）基尔霍夫电压定律应用于回路，它描述了回路中各段电压间的相互关系，缩写为 KVL。
KVL 是能量守恒定律的体现从回路中任一点出发，沿回路循行一周，电位降之和必然等于电位升之和 KVL也适用于电路中的假想回路2．叠加定理叠加定理可描述为：性电路中，如果有多个独立电源同时作用时，它们在任意支路中产生的电流（或电压）等于各个独立电源分别单独作用时在该支路中产生电流（或电压）的代数和电源单独作用是指：电路中某一电源起作用，而其他电源不作用不作用电源的具体处理方法 如下：理想电压源短路，理想电流源开路本实验用直流稳压电源来模拟理想电压源（内阻可认为 是零），所以去掉某电压源时，直接用短路线代替即可应用叠加定理时，在保持电路的结构不变情况下，应以原电路的电流（或电压）的参考方向为 准，若各个独立电源分别单独作用时的电流（或电压）的参考方向与原电路的电流（或电压）的参 考方向一致则取正号，相反则取负号线性电路的齐次性（又称比例性），是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电 路的响应（即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小K倍在应用叠加定理时，需注意一下几点：Q叠加定理只适用于线性电路中电流和电压的计算，不能用来计算功率因为功率与电流和电 压不是线性关系。
Q某独立电源单独作用时，其余各独立电源均应去掉去掉其他电源也称为置零，即将理想电 压源短路，理想电流源开路©叠加（求代数和）时以原电路中电流（或电压）的参考方向为准若某个独立电源单独作用 时电流（或电压）的参考方向与原电路中电流（或电压）的参考方向不一致，则该电流（或电压） 取负号三、实验仪器THGE-1型高级电工电子实验台HE-19元件箱二极管 1N4007四、实验内容1. 验证叠加定理©1 按实验电路图1-1 接线，电路的正确接线原则是“按图布置，先串后并，先分后合，先主后辅” 连线时在各支路中串接电流插座（可以用一只电流表测量各支路电流），将两路直流稳压电源分别 调至 U = 6V , U = 10VS1 S 2图 1-1 叠加定理实验电路图©2 根据图 1-1 中给定参数计算理论值，填入表1-1 中，并依其正确选择电压表、电流表的量程©令U电源单独作用时（将开关S投向U，开关S投向短路侧），用直流电压表和毫安表 S1 1 S1 2接电流插头）测量各支路电流、各电阻上的电压，将测量数据填入表1-1 中表 1-1 叠加定理实验数据1 /mA 1 1 /mA1 /mAU /V 1 U /VU /V 2 计算实测计算实测计算实测计算实测计算实测计算实测U单独作S1用5.38-0.51-4.862.69-0.51-0.69U单独作S 2用-0.707.12-6.44-0.357.02-0.70U U共S1 S 2同作用5.347.11-12.442.677.00-0.732U单独作S1用11.30-0.54-10.735.67-0.55-0.73Q令Us 2电源单独作用时（将开关S2投向U 2'开关Si投向短路侧），重复实验步骤④的测量 和记录。
⑨令U和U电源共同作用时（将开关S、S分别投向U、U ）'重复实验步骤Q的测 S1 S2 1 2 S1 S2量和记录②将U的数值调为12V,重复实验步骤④的测量和记录S12. 验证基尔霍夫定律根据实验内容1的步骤任取一结点将测量的电流数据填入表1-2中，任取一回路将测量的电压数据填入表 1-3 中，分别验证基尔霍夫电流定律和电压定律表 1-2 基尔霍夫电流定律实验数据 表 1-3 基尔霍夫电压定律实验数据结点ab工I （计算值）工I （测量值）-0.01mA误差VI3. 验证叠加定理不适用于非线性电路回路acbadbacbda工U （计算值）工U （测量值）-0.01V-0.04V0V误差VU将R2换成一只二极管1N4007,按实验内容1，重复步骤④-②的测量过程，数据填入表1-4中表 1-4 含二极管电路实验数据实验内容'1/mA1 /mA13/mAU1/VU /VU 3/VU1单独作用4.2-1.2-3.12.21-1.21-1.61U 2单独作用-25.9-4.0-1.036.04-2.06S 2US1、U2共同作用2.24.7-7.11.184.83-3.67S 1 S 22 U1单独作用8.5-2.4-6.24.40-2.41-3.20五、实验注意事项1. 用电流插座测量电流时，要注意电流表的极性（红正蓝负）及选取合适的量程，切勿使仪表 超过量程。
2. 所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准防止稳压电源的两个输出端碰线短路3. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重 新测量如果仪表指针正偏，可读出电压或电流值若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出 电压或电流值六、思考题1. 在进行叠加定理实验时，对不作用的电压源和电流源应如何处理？如果它们有内阻，则应如 何处理？2. 用电流实测值及电阻标称值计算R、R、R上消耗的功率，以实例说明功率能否叠加1 2 33. 从实验数据中总结参考方向与实际方向的关系七、实验报告要求1. 将理论计算值与实际所测值相比较，分析误差产生的原因2. 根据实验数据，验证线性电路的叠加性和齐次性3. 根据实验数据，验证基尔霍夫定律4. 说明实验过程中的故障现象及排除方法。