南昌大学电工学实验报告
学生姓名： 王学瑞 学号 5503211061 专业班级： 本硕111班 实验时间： 16 时 00 分 第 三 周 星期 二 指导老师： 郑朝丹 成绩：
基尔霍夫定律和叠加原理的验证
实验目的：
1.验证基尔霍夫定的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
2.验证线性电路中叠加原理的正确性及其适用范围，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
3.进一步掌握仪器仪表的使用方法。
实验原理：
1．基尔霍夫定律
基尔霍夫定律是电路的基本定律。它包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。
(1)基尔霍夫电流定律(KCL)
在电路中，对任一结点，各支路电流的代数和恒等于零，即ΣI＝0。 (2)基尔霍夫电压定律(KVL)
在电路中，对任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零，即ΣU＝0。 基尔霍夫定律表达式中的电流和电压都是代数量，运用时，必须预先任意假定电流和电压的参考方向。当电流和电压的实际方向与参考方向相同时，取值为正；相反时，取值为负。基尔霍夫定律与各支路元件的性质无关，无论是线性的或非线性的电路，还是含源的或无源的电路，它都是普遍适用的。 2．叠加原理
在线性电路中，有多个电源同时作用时，任一支路的电流或电压都是电路中每个
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学生姓名： 王学瑞 学号 5503211061 专业班级： 本硕111班 实验时间： 16 时 00 分 第 三 周 星期 二 指导老师： 郑朝丹 成绩：
独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流或电压的代数和。某独立源单独作用时，其它独立源均需置零。（电压源用短路代替，电流源用开路代替。） 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。
实验设备与器件：
1.基尔霍夫定律电路板 1 块； 导线 若干 2.直流稳压电源两路 3.直流数字电压表，电流表 4.万用表
实验内容：
1．基尔霍夫定律实验
F IR510?mA?A ?mA? ? ?RD IR1kIB U 12?
R
E 510
?mA510??R330U6v C 图2-1 基尔霍夫定律实验接线
(1)实验前，可任意假定三条支路电流的参考方向及三个闭合回路的绕行方
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学生姓名： 王学瑞 学号 5503211061 专业班级： 本硕111班 实验时间： 16 时 00 分 第 三 周 星期 二 指导老师： 郑朝丹 成绩：
向。图2-1中的电流I1、I2、I3的方向已设定，三个闭合回路的绕行方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。
(2)分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1=6V，U2=12V。
(3)将电路实验箱上的直流数字毫安表分别接入三条支路中，测量支路电流， 数据记入表2-1。此时应注意毫安表的极性应与电流的假定方向一致。 (4)用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，数据记 入表2-1。
表2-1 基尔霍夫定律实验数据
被测量 计算值 测量值 相对误差 I1(mA) I2(mA) I3(mA) 7.444 6.503 12.6% 1.198 1.491 19.7% 8.642 7.985 7.6% U1(V) 12.04 10.91 9.3% U2(V) 6.00 6.166 2.7% UFA(V) UAB(V) UAD(V) UCD(V) UDE(V) 3.797 3.476 8.0% -1.198 -1.566 16.5% 4.407 4.094 7.6% -0.495 -0.506 2.7% 3.797 3.340 12.0% 2．叠加原理实验 (1)线性电阻电路
按图2-2接线，此时开关K投向R5（330Ω）侧。 R1 A ?I1 ??? mAmAF 510Ω I3 ??mAU1
510Ω 图3.42. R3 R4 12R2 1kΩ I2 B ?330Ω K ??R5 ?U2 6v
E 510Ω D IN4007 图2-2 叠加原理实验接线图
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①分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1=12V，U2=6V。
②令电源U1单独作用， BC短接，用毫安表和电压表分别测量各支路电流 及各电阻元件两端电压，数据记入表2-2。
表2-2 叠加原理实验数据（线性电阻电路）
测量项目 实验内容 U1单独作用 U2单独作用 U1 (V) 12.09 U2 (V) 0 I1 I2 (mA) (mA) 7.928 -1.142 -2.165 I3 (mA) 5.767 UAB (V) 2.221 UCD (V) 0.707 -1.160 UAD (V) 2.914 UDE (V) 4.381 UF A (V) 4.391 0 6.01 3.544 2.403 -3.670 1.234 -0.591 -0.621
③令U2单独作用，此时FE短接。重复实验步骤②的测量，数据记入表2-2。 ④令U1和U2共同作用，重复上述测量，数据记入表2-2。 ⑤取U2=12V，重复步骤③的测量，数据记入表2-2。 (2)非线性电阻电路
按图2-2接线，此时开关K投向二极管IN4007侧。重复上述步骤①～⑤的测量过程，数据记入表2-3。
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表 2-3 叠加原理实验数据（非线性电阻电路）
测量项目 实验内容 U1单独作用 U2单独作用 U1 (V) 12.01 0 U2 (V) 0 6.01 6.01 I1 (mA) 8.341 0 7.686 I2 (mA) -2.364 0 0 I3 (mA) 6.014 0 7.669 UAB (V) 2.471 0 0 UCD (V) 0.639 -6.087 -2.480 UAD (V) 3.105 0 3.540 UDE (V) 4.315 0 4.202 UF A (V) 4.394 0 4.243 U1、U2共同作用 12.10 注意事项：
1. 实验注意事项
(1)需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。 U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。
(2)防止稳压电源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。此时指针正偏，可读得电压或电流值。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。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。 (4)仪表量程的应及时更换。
思考题：
(3)实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？为什么？
答： 电阻改为二极管后，叠加原理不成立。因为二极管是非线性元件，含有二极管的非线性电路，不符合叠加性和齐次性。
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2.基尔霍夫定律和叠加原理的验证（实验报告答案）
