疊加原理和基爾霍夫定律

1、一、實驗目的：一、實驗目的：1、通過實驗加深對疊加原理和基爾霍夫定律的內容及其適用范圍的理解；2、驗證線性電路疊加原理、基爾霍夫電流定律（KCL）和電壓定率（KVL）的正確性。二、實驗原理二、實驗原理 疊加原理：疊加原理：在含有多個獨立電源的線性電路 中，任意支路的電流或電壓等于各個獨立電源分別單獨激勵時，在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。US1、US2共同作用共同作用US1單獨作用單獨作用US2單獨作用單獨作用根據(jù)疊加原理有：111222333UUUIIIIIIIII 當電路中某一個電源單獨激勵時，其余不激勵的理想電壓源用短路線代替，不激勵的電流源用開路線代替。 含有受控源的電路在應用疊加

2、原理時，在各獨立電源單獨激勵的過程中，一定要保留所有的受控源。適用范圍：線性電路適用范圍：線性電路1、疊加原理只適用于線性電路，對于非線性電路不適用。 線性電路：線性電路是指完全由線性元件、獨立源或線性受控源構成的電路。線性就是指輸入和輸出之間關系可以用線性函數(shù)表示。比如純電阻電路就是線性電路。 2、疊加原理只適用于電壓和電流的疊加，不適用于功率的疊加。基爾霍夫定律：1、基爾霍夫電流定律（KCL）：在集總電路中，任何時刻，對于任一節(jié)點，所有支路的電流代數(shù)和恒等于零。對于節(jié)點a則有：1230III2、基爾霍夫電壓定律（KVL）：在集總電路中，任何時刻，沿任一閉合回路，所有支路的電壓代數(shù)和恒等于零

3、。對于abcd回路有：2230SRRUUU適用范圍：集總電路集總電路：在一般的電路分析中,電路的所有參數(shù),如阻抗、容抗、感抗都集中于空間的各個點上,各個元件上,各點之間的信號是瞬間傳遞的,這種理想化的電路模型稱為集總電路。集總電路所涉及電路元件的電磁過程都集中在元件內部進行。用集總電路近似實際電路是有條件的，這個條件是實際電路的尺寸要遠小于電路工作時的電磁波長。 在兩個定理對電壓電流關系的描述中都用到了“代數(shù)和”，這說明在運用這兩個定理時，都要考慮電壓的極性和電流的方向。也就是說要考慮電路中實際的電壓極性和電流方向與參考方向之間的關系。 參考方向：在電路測量和計算中，人們事先規(guī)定的一個方向。如

4、果在實際的測量與計算中得出某個元件兩端電壓的極性或電流的方向與參考方向相同，則把該電壓值或電流值取為正值。否則就取為負值，以表示該電壓的極性或電流的流向與參考方向相反。三、實驗內容與步驟：三、實驗內容與步驟：實驗電路1、連接疊加原理實驗電路，接通電源，驗證線性電路滿足疊加原理，測量結果填入下表。（其中電流單位：mA，電壓、電位單位：V） 測量項目US1US2I1I2I3UabUcdUadUdeUfaUS1單獨作用US2單獨作用US1、US2共同作用2、將R5電阻換成二極管，驗證非線性電路不滿足疊加原理，測量結果填入下表。（其中電流單位：mA，電壓、電位單位：V）測量項目US1US2I1I2I3

5、UabUcdUadUdeUfaUS1單獨作用US2單獨作用US1、US2共同作用3、連接基爾霍夫定律實驗電路，測量并驗證基爾霍夫定律，測量結果填入下表。（其中：電流單位：mA，電壓、電位單位：V） 被測量I1I2I3US1 US2UfaUabUcdUadUde計算值測量值相對誤差四、實驗報告要求：四、實驗報告要求：1、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)驗證線性電路的疊加原理。2、選定實驗電路中的任一個節(jié)點和任一個閉合回路，驗證KCL和KVL的正確性。3、將理論值與實測值相比較，分析誤差產(chǎn)生的原因。4、回答思考題。五、思考題：五、思考題：1、用電流實測值及電阻標稱值計算R1、R2、R3上消耗的功率，以實例說明功率能否疊加？2、實驗