實(shí)驗(yàn) 基爾霍夫定律與疊加原理
一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font>
1. 驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性,加深對(duì)基爾霍夫定律的理解。
2.學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測量各支路電流的方法。
3.驗(yàn)證疊加原理的正確性,加深對(duì)定理的理解。
二. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
序號(hào) |
名稱 |
型號(hào)與規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
1 |
+6V、+12V切換 |
1 |
DG04-1 | |
2 |
直流可調(diào)穩(wěn)壓電源 |
0~30V |
1 |
DG04-1 |
3 |
1 |
|||
4 |
直流數(shù)字電壓表 |
1 |
D31 | |
5 |
直流數(shù)字毫安表 |
1 |
D31 | |
6 |
電位、電壓測定實(shí)驗(yàn)電路板 |
1 |
DG05 |
三. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
(一)基爾霍夫定律
實(shí)驗(yàn)線路如圖2-1所示。
圖2-1
1.實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路的電流參考方向,如圖中的 I1、I2、I3 ,并熟悉線路結(jié)構(gòu),掌握各開關(guān)的操作使用方法。
2.分別將兩路直流穩(wěn)壓源(一路如 E1 為+12V,+6V切換電源,另一路,如E2 接0~30V可調(diào)直流穩(wěn)壓源接入電路),令 E1 =12V,E2 =6V。
3.熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu),將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“+、-”兩端。
2. 將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插座中,讀出并記錄電流值。
3. 用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值,記錄之。
被測量 |
I1 (m A) |
I2 (m A) |
I3 (mA) |
VEF |
VCB |
UFA (v) |
UAB (v) |
UAD (v) |
UCD (v) |
UDE |
計(jì)算值 |
||||||||||
測量值 |
||||||||||
相對(duì)誤差 |
(二)疊加原理
1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備
序號(hào) |
名稱 |
型號(hào)與規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
1 |
直流穩(wěn)壓電源 |
6V,12V切換 |
1 |
DG04-1 |
2 |
直流穩(wěn)壓電源 |
0~30V可調(diào) |
1 |
DG04-1 |
3 |
萬用表 |
1 |
||
4 |
直流數(shù)字電壓表 |
1 |
D31 | |
5 |
直流數(shù)字毫安表 |
1 |
D31 | |
6 |
疊加原理實(shí)驗(yàn)電路板 |
1 |
DG05 |
2.實(shí)驗(yàn)線路 如圖2-2所示
圖 2-2
1)按圖2-2,E1 為+12V、+6V切換電源,取E1=+12V,E2為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源,調(diào)至+6V。
2)令E1電源單獨(dú)作用時(shí)(將開關(guān)S1投向E1側(cè),開關(guān)S2投向短路側(cè)),用直流數(shù)字表和毫安表(接電流插頭)測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓,數(shù)據(jù)記入表格2-1。
表2-1
測量項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 |
UEF |
UCB |
I1 mA |
I2 m A |
I3 m A |
UAB (V) |
UCD (V) |
UAD (V) |
UDE (V) |
UFA (V) |
E1 單獨(dú)作用 |
||||||||||
E2 單獨(dú)作用 |
||||||||||
E1、E2共同作用 |
||||||||||
2E2 單獨(dú)作用 |
3)令E2電源單獨(dú)作用時(shí)(將開關(guān)S1投向短路側(cè),開關(guān)S2投向E2側(cè)),重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測量和記錄 。
4)令E1和E2共同作用時(shí)(開關(guān)S1 和 S2分別投向E1和E2側(cè)),重復(fù)上述的測量和記錄。
5)將E2的數(shù)據(jù)調(diào)至+12V,重復(fù)上述第3項(xiàng)的測量并記錄。
6)將R5換成一只二極管1N4001(即將開關(guān)S3投向二極管D側(cè))重復(fù)1~5的測量過程,數(shù)據(jù)記入表2-2
表2-2
測量項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 |
UEF (V) |
UCB (V) |
I1 mA |
I2 mA |
I3 m A |
UAB (V) |
UDE (V) |
UAD (V) |
UDE (V) |
UFA (V) |
E1 單獨(dú)作用 |
||||||||||
E2 單獨(dú)作用 |
||||||||||
E1、E2共同作用 |
||||||||||
2E2 單獨(dú)作用 |
四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1. 所有需要測量的電壓值,均以電壓表測量的讀數(shù)為準(zhǔn),不以電源表盤指示值為準(zhǔn)。
2. 防止電源兩端碰線短路。
3. 若用指針式電流表進(jìn)行測量時(shí),要識(shí)別電流插頭所接電流表時(shí)的“ +、-”極性。倘若不換接極性,則電表指針可能反偏(電流為負(fù)值時(shí)),此時(shí)必須調(diào)換電流表極性,重新測量,此時(shí)指針可正偏,但讀得的電流值必須冠以負(fù)號(hào)。
4.用電流插頭測量各支路電流時(shí),應(yīng)該注意儀表的極性,及數(shù)據(jù)表格中“ +-”號(hào)的記錄。
5. 注意儀表量程的及時(shí)更換。
五、預(yù)習(xí)思考題
1.根據(jù)圖2-1的電路參數(shù),計(jì)算出待測的電流I1、I2、I3 和各電阻上的電壓值 ,記入表中,以便實(shí)驗(yàn)測量時(shí),可正確地選定毫安表和電壓表的量程。
2.實(shí)驗(yàn)中,若用萬用表直流毫安檔測量各支路電流,什么情況下可能出現(xiàn)毫安表指針反偏,應(yīng)如何處理,在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意什么?若用直流數(shù)字毫安表進(jìn)行測量時(shí),則會(huì)有什么顯示呢?
3.疊加原理中E1、E2分別單獨(dú)作用,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作?可否直接將不作用的電源(E1或E2)置零(短接)?
4.實(shí)驗(yàn)電路中,若有一個(gè)電阻器改為二極管,試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎?為什么?
六.實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一個(gè)節(jié)點(diǎn),驗(yàn)證KCL的正確性。
2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一個(gè)閉合回路,驗(yàn)證KCL的正確性。
3. 誤差原因分析。
4. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格,進(jìn)行分析、比較,歸納。總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,即驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性。
5. 各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出?試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。
6. 通過實(shí)驗(yàn)步驟6及分析數(shù)據(jù)表格2-2,你能得出什么樣的結(jié)論?
7. 心得體會(huì)及其他。
評(píng)論
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