1实验 1 基尔霍夫定律一、实验目的(1)加深对基尔霍夫定律的理解，用实验数据验证基尔霍夫定律2)熟练掌握常用仪器仪表的使用技术二、实验原理基尔霍夫定律是电路理论中最基本的定律之一，它阐明了电路整体结构必须遵守的规律，应用极为广泛基尔霍夫定律有两条：一是电流定律，另一是电压定律1)基尔霍夫电流定律（简称 KCL）是：在任一时刻，流入到电路任一节点的电流总和等于从该节点流出的电流总和，换句话说就是：在任一时刻，流入到电路任一节点的电流的代数和为零这一定律实质上是电流连续性的表现运用这条定律时必须注意电流的方向，如果不知道电流的真实方向时可以先假设每一电流的正方向（也称参考方向） ，根据参考方向就可写出基尔霍夫的电流定律表达式例如图 1-1 所示电路中某一节点 N，共有五条支路与它相连，五个电流的参考正方向如图，根据基尔霍夫定律就可写出：I 1+I2+I3=I4+I5如果把基尔霍夫定律写成一般形式就是∑I=0显然，这条定律与各支路上接的是什么样的元件无关，不论是线性电路还是非线性电路，它是普遍适用的电流定律原是运用于某一节点的，我们也可以把它推广运用于电路中的任一假设的封闭面，例如图 1-2 所示封闭面 S 所包围的电路有三条支路与电路封闭面组成的部分相联接，其电流为 I1、I 2、I 3，则 I1+I2+I3=0。
因为对任一封闭面来说，电流仍然必须是连续的ͼ1.3-1I 5I 1I 2I 3I 4 I 1I 2I 3ͼ1.3-2N图 1-1 图 1-2(2)基尔霍夫电压定律（简称 KVL）是：在任一时刻，沿闭合回路电压降的代数和总等于零，把这一定律写成一般形式即为∑U=0 例如在图 1-3 所示的闭合回路中，电阻两端的电压参考正方向如箭头所示，如果从节点 a 出发，顺时针方向绕行一周又回到 a 节点，便可写出：U1+U2+U3 –U4-U5=0显然，基尔霍夫电压定律也是和沿闭合回路上元件的性质无关因此，不论是线2性电路还是非线性电路它是普遍适用的三、仪表设备及选用挂箱设备名称 数量 备注直流可调稳压、稳流源 1 DG-3-02 单元DL-1 型电路原理实验箱 1 多功能实验网络单元直流电压、电流表 1 DG-3-10A 单元直流电流插头 1直流电流插口 6 DL-1 单元和 DG-3-01B 单元中间各 3 只四、实验任务及步骤按照图 1-6 所示实验线路验证基尔霍夫两条定律 （此为参考图，实际实验时，电路拓扑图和阻值可自由选择，以验证基尔霍夫定律为最终目的） 。
E=10V 可 调 稳 压 电 源 图 1.3-6mAR25Ω cdbaIkΩ10Ω4Ω Ω3 图 1-6按图 1-6 所示的实验线路验证基尔霍夫两条定律1、图中 E=10V 为可调稳压、稳流源上稳压源输出电压调节时先调节电压粗调旋钮，再缓慢调节电压微调旋钮，直至电压表指示 10V，实验中电压调节好后保持不变R 1、 R2、R 3、R 4、R 5 用电路实验单元上的电阻自行连接而成，或在电路实验单元自由活动区接插元件连接而成在接线时各条支路都要串联连接一个电流插口，测量电流时只要把电流表所连接的插头插入电流插口即可读数2、测量各条支路电流用直流电压、电流表上的直流电流表，注意电流表量程及各支路电流流向，将测量结果填入表 1-1 中3、用直流电压、电流表上的直流电压表测量各支路电压及总电压，记入表 1-2 中，注意电压表量程及电压方向4、通过实验验证四个节点 a、b、c、d 的∑I 是否等于零，验证四个回路acd、 cbd、acbd 、E +acbE-的∑ U 是否等于零，并将验证值分别填入表 1-1 及表 1-2 中五、实验结果3表 1-1 电流定律支路电流方式 I (mA) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) I4 (mA) I5 (mA)计算值测量值节点相加 a b c d∑I（计算值）∑I（测量值）误差 ΔI表 1-2 电压定律支路电流方式 Uad (V) Uac (V) Udc (V) Udb (V) Ucb (V) E (V)计算值测量值回路相加 acd cbd acbd E+acbE-∑U（计算值）∑U（测量值）误差 ΔU六、实验报告（1）完成实验测试，填写实验数据列表。
2）根据基尔霍夫定律及图 1-6 的电路参数计算出各支路电流及电压3）将计算结果与实验测量结果进行比较，说明误差原因4）小结对基尔霍夫定律的认识4实验 2.1 叠加原理一、实验目的（1）通过实验来验证线性电路中的叠加原理以及其适用范围2）学习直流仪器仪表的测试方法二、内容说明几个电源（电压源或电流源）在某线性网络中共同作用时在电路中任一支路产生的电流或在任意两点间产生的电压降，等于这些电源分别单独作用时在该部分所产生的电流或电压降的代数和，这一结论称为线性电路的叠加原理如果网络是非线性的，叠加原理不适用图 2.1-1 的电路含有一个非线性元件（稳压管） ，叠加原理不适用如果将稳压管换成一线性电阻，则可以运用叠加原理三、仪表设备及选用挂箱设备名称 数量 备注直流可调稳压、稳流源 1 DG-3-02 单元DL-1 型电路原理实验箱 1 多功能实验网络单元直流电压、电流表 1 DG-3-10A 单元直流电流插头 1直流电流插口 2 DG-3-01B 单元中间 2 只四、实验内容图 2.1-151、按图 2.1-1 接好实验电路， R1、R 2、R 3、R 4、R 5 均用电路实验单元中的多功能实验网络上的元件，或电路实验单元自由区接插相应元器件。
接线时稳压、稳流源应先全部置零2、调节可调稳压、稳流源上的稳流源，使电流源输出为 25mA，且在实验中应保持此值不变再调稳压源，使其输出电压为 10V，在实验中也保持此值不变3、验证叠加原理A、B 端通过电路实验单元上钮子开关 S1 与一根导线及电压源 E 接通将电路实验单元中的钮子开关与电压源 E 接通，同时断开电流源 IS 支路，这时电压源单独作用于实验电路，测出此时各条支路的电流和电压，注意仪表量限和测量值的符号，所测数据记入表 2.1-1 中将钮子开关 S1 拨至短路侧，同时将电流源 IS 接通，再测各支路两端的电压和各支路电流，此时为电流源单独作用的值，也记入表 2.1-1 中将电压源、电流源同时接通，重复以上测量，数据记入同一表格中4、验证非线性元件不适用叠加定理将上图 2.1-1 中 AC 支路中的线性电阻 R4 用稳压管代替，按步骤 3 重复测量各支路电流和电压，与替代前的数值进行比较，将测量数据记入表 2.1-2 中五、实验结果 表 2.1-1 验证叠加原理项目条件 UAD（V） UDC（ V） UBD（ V） UAC（ V） IAC（mA）E 单独作用IS 单独作用E 和 IS 共同作用表 2.1-2 AC 支路为稳压二极管时各支路电压及 AC 支路电流项目条件 UAD（V ） UDC（V） UBD（V） UAC（V） IAC（A ） UAC/IACE 单独作用IS 单独作用E 和 IS 共同作用六、实验报告（1）根据图 2.1-1 所示元件数值计算本实验电路中（步骤 3 的线性电路）U AC 的数值，与实验结果进行比较。
2）小结对叠加原理的认识七、思考题（1）与稳流源 IS 串接的 510Ω电阻如果换成 1kΩ，对电路中各支路电流有何影响？试用实验测试证实2）在进行叠加实验时，对不作用的稳压源和稳流源应如何处理？如果它们有内6电阻或内电导，则应如何处理？八、注意事项（1）稳流源不应开路，否则它两端正电压会很高为安全起见，在断开 IS 前，先用一短线将 IS 短接，然后断开 IS2）稳压源不应短路，否则电流会过大7实验 3 三相交流电路的电压、电流测量一、实验目的（1）掌握三相负载星形和三角形的连接方法以及这两种接法下负载的线电压和相电压、线电流和相电流的测量方法2）观察、分析三相四线制中负载不对称时中线的作用二、内容说明将图 3-1 所示的三相灯板负载各相的尾端 U2、V 2、W 2 接在一起形成中点，各相负载的首端 U1、V 1、W 1 则分别接至三相电源的相线端，这种接法即为三相负载的星形连接，这时负载的相电流等于其线电流如电源对称，因线电压是对应的相电压的矢量差，则负载对称时线电压与相电压的有效值存在 倍的关系，即 U 线 = U 相 33 图 1.2-1VW2图 3-1这时各相电流也对称，电源中点与负载中点之间的电压（中点电压）为零。
如用中线将两个中点连接起来，则中线电流也等于零如果负载不对称，则中线上就有电流流过，这时如将中线断开，则三相负载的各相电压将不再对称，各相电灯会出现亮暗不同的现象，这就是中点发生偏移引起各相电压不等的结果如果将图 3-1 所示的三相灯板负载的 U2 与 V1、 V2 与 W1、W 2 与 U1 分别相连，再在这些连接点上引出三根导线至三相电源的相线端，这种接法即为三相负载的三角形连接这时负载的线电压等于其相电压，但线电流为对应的两相相电流的矢量差负载对称时，线电流与相电流也有 倍的关系，即：I 线 = I 相 33若负载不对称，虽然不再有 倍的关系，但线电流仍为相应的两相相电流的矢量差，这时只有通过矢量图方能计算出它们的大小和相位三、仪器设备和选用组件箱名 称 数量 备 注电源控制屏 1动态元件实验 1三相灯板负载 1荧光灯、可变电容 1 交流电路实验单元8交流电流插口 6交流电压表 1交流电流表 1 多功能交流仪表四、实验内容及步骤1、三相负载星形连接（1）按图 3-2 所示电路，将交流电路实验单元上的三相灯板负载接成星形接法，并接至主控制屏上的三相电源输出端 U、V 、W、N 上。
将交流电路实验单元上的电流插口串接在相应支路上，便于测量负载的三相线（相）电流和中线电流调节实验装置左侧面板上的三相调压器的联调旋钮（顺时针旋转时电压升高，逆时针旋转时电压则降低） ，三相线电压同时发生变化，将三相线电压调至 220V （实际线路采用并联的两盏灯为一组，每个灯 25W ）图 3-2（2）测三相负载对称时，有中线情况下负载各线电压 Uab、U bc、U ca、各相电压Ua、 Ub、U c、各相电流 Ia、I b、I c 和中线电流 IN 的数值，记入星形连接表 3-1 中3）三相负载仍对称，将中线拆除，测各线电压、相电压、相电流及负载中点及电源中点之间的中点电压，记入表 3-1 中，观察此时三相灯的亮度是否相同4）测量有中线时，三相负载不对称（A 相一盏灯，B 相两盏灯并联，C 相三盏灯并联）情况下各线电压、相电压、相电流及中线电流，并观察一下三相灯的亮度有否不同5）测量中线拆除时，三相负载不对称情况下各线电压、相电压、相电流、负载中点与电源中点间的中点电压，观察此时三相灯亮度是否不同，分析中线的作用2、三相负载三角形连接（1）按图 3-3 所示电路，将三相灯板负载接成三角形接法，三相电源线电压调至220V，在每相电源支路和负载支路上分别串入电流插口（共 6 只） ，测量三相负载对称时，各线电压、相电流、线电流，记入三角形连接表 3-2 中。
9（2）当三相负载不对称时（A 相一盏灯，B 相两盏灯并联，C 相三盏灯并联） ，再按上述方法测各线电压、线电流、相电流，记入表 3-2 中3）分析当负载作三角形连接时，线电流与相电流之间的关系图 3-3五、实验结果 表 3-1 星形连接线电压（V） 相电压（V） 相电流（A） 测量值负载状态中线有无 Uab Ubc Uca Ua Ub Uc Ia Ib Ic中线电流（A ）中点电压（ V）灯泡亮度ab有中线 cab负载对称无中线 cab有中线 cab负载不对称无中线 c10表 3-2 三角形连接线电压（。