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基尔霍夫定律与叠加原理
<P >一. 实验目的</P>
<P >1. 验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。</P> <P >2.学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。 </P> <P >3.验证叠加原理的正确性,加深对定理的理解。</P> <P >二. 实验设备</P> <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=531 border=1> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>序号</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=207> <P align=center>名称</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=135> <P align=center>型号与规格</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>数量</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=81> <P align=center>备注</P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=207> <P align=center>直流稳压电源</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=135> <P align=center>+6V、+12V切换</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=81> <P align=center>DG04-1</P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>2</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=207> <P align=center>直流可调稳压电源</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=135> <P align=center>0~30V</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=81> <P align=center>DG04-1</P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>3</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=207> <P align=center>万用表</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=135> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=81> </TD></TR> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>4</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=207> <P align=center>直流数字电压表</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=135> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=81> <P align=center>D31</P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>5</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=207> <P align=center>直流数字毫安表</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=135> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=81> <P align=center>D31</P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>6</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=207> <P align=center>电位、电压测定实验电路板</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=135> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=81> <P align=center>DG05</P></TD></TR></TABLE> <P >三. 实验内容</P> <P >(一)基尔霍夫定律</P> <P >实验线路如图2-1所示。</P> <P ><IMG src="http://www.syau.edu.cn/jwc/jingpinke/dianlu/kejian/syzd-02.files/image002.jpg"> <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0> <TR> <TD class=Normal width=67 height=32> <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%"> <TR> <TD class=Normal> <DIV class=shape v:shape="_x0000_s1027"> <P>300Ω</P></DIV></TD></TR></TABLE> </TD></TR></TABLE> </P> <P > </P> <P > </P> <P > </P> <P > </P> <P > </P> <P >图2-1</P> <P >1.实验前先任意设定三条支路的电流参考方向,如图中的 I<SUB>1</SUB>、I<SUB>2</SUB>、I<SUB>3</SUB> ,并熟悉线路结构,掌握各开关的操作使用方法。</P> <P >2.分别将两路直流稳压源(一路如 E<SUB>1 </SUB>为+12V,+6V切换电源,另一路,如E<SUB>2 </SUB>接0~30V可调直流稳压源接入电路),令 E<SUB>1</SUB> =12V,E<SUB>2</SUB> =6V。</P> <P >3.熟悉电流插头的结构,将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、-”两端。</P> <P >2. 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,读出并记录电流值。</P> <P >3. 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,记录之。</P> <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=574 border=1> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >被测量</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >I<SUB>1</SUB></P> <P >(m A)</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >I<SUB>2</SUB></P> <P >(m A)</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >I<SUB>3</SUB></P> <P >(mA)</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >V<SUB>EF</SUB></P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >V<SUB>CB</SUB></P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >U<SUB>FA</SUB><SUB></SUB></P> <P >(v)</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >U<SUB>AB</SUB></P> <P >(v)</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >U<SUB>AD</SUB></P> <P >(v)</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >U<SUB>CD</SUB></P> <P >(v)</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >U<SUB>DE</SUB></P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >计算值</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD></TR> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >测量值</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD></TR> <TR> <TD class=Normal vAlign=top width=52> <P >相对误差</P></TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD> <TD class=Normal vAlign=top width=52> </TD></TR></TABLE> <P > (二)叠加原理</P> <P >1.实验设备</P> <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=1> <TR> <TD class=Normal width=56> <P align=center>序号</P></TD> <TD class=Normal width=189> <P align=center>名称</P></TD> <TD class=Normal width=132> <P align=center>型号与规格</P></TD> <TD class=Normal width=54> <P align=center>数量</P></TD> <TD class=Normal width=90> <P align=center>备注</P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=56> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal width=189> <P align=center>直流稳压电源</P></TD> <TD class=Normal width=132> <P align=center>6V,12V切换</P></TD> <TD class=Normal width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal width=90> <P align=center>DG04-1</P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=56> <P align=center>2</P></TD> <TD class=Normal width=189> <P align=center>直流稳压电源</P></TD> <TD class=Normal width=132> <P align=center>0~30V可调</P></TD> <TD class=Normal width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal width=90> <P align=center>DG04-1</P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=56> <P align=center>3</P></TD> <TD class=Normal width=189> <P align=center>万用表</P></TD> <TD class=Normal width=132> </TD> <TD class=Normal width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal width=90> </TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=56> <P align=center>4</P></TD> <TD class=Normal width=189> <P align=center>直流数字电压表</P></TD> <TD class=Normal width=132> </TD> <TD class=Normal width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal width=90> <P align=center>D31</P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=56> <P align=center>5</P></TD> <TD class=Normal width=189> <P align=center>直流数字毫安表</P></TD> <TD class=Normal width=132> </TD> <TD class=Normal width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal width=90> <P align=center>D31</P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=56> <P align=center>6</P></TD> <TD class=Normal width=189> <P align=center>叠加原理实验电路板</P></TD> <TD class=Normal width=132> </TD> <TD class=Normal width=54> <P align=center>1</P></TD> <TD class=Normal width=90> <P align=center>DG05</P></TD></TR></TABLE> <P >2.实验线路 如图2-2所示</P> <P ><IMG src="http://www.syau.edu.cn/jwc/jingpinke/dianlu/kejian/syzd-02.files/image004.jpg"></P> <P > </P> <P > </P> <P > </P> <P > </P> <P > 图 2-2</P> <P > 1)按图2-2,E<SUB>1</SUB> 为+12V、+6V切换电源,取E<SUB>1</SUB>=+12V,E<SUB>2</SUB>为可调直流稳压电源,调至+6V。</P> <P > 2)令E<SUB>1</SUB>电源单独作用时(将开关S<SUB>1</SUB>投向E<SUB>1</SUB>侧,开关S<SUB>2</SUB>投向短路侧),用直流数字表和毫安表(接电流插头)测量各支路电流及各电阻元件两端的电压,数据记入表格2-1。</P> <P > 表2-1</P> <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=561 border=1> <TR> <TD class=Normal width=96> <P align=center>测量项目</P> <P >实验内容</P></TD> <TD class=Normal width=46> <P align=center><B>U<SUB>EF</SUB></B></P></TD> <TD class=Normal width=46> <P align=center><B>U<SUB>CB</SUB></B></P></TD> <TD class=Normal width=46> <P align=center><B>I<SUB>1</SUB></B></P> <P align=center><B>mA</B></P></TD> <TD class=Normal width=46> <P align=center><B>I<SUB>2</SUB></B></P> <P align=center><B>m A</B></P></TD> <TD class=Normal width=46> <P align=center><B>I<SUB>3</SUB></B></P> <P align=center><B>m A</B></P></TD> <TD class=Normal width=46> <P align=center><B>U<SUB>AB</SUB></B></P> <P align=center><B>(V)<SUB></SUB></B></P></TD> <TD class=Normal width=46> <P align=center><B>U<SUB>CD</SUB></B></P> <P align=center><B>(V)<SUB></SUB></B></P></TD> <TD class=Normal width=46> <P align=center><B>U<SUB>AD</SUB></B></P> <P align=center><B>(V)</B></P></TD> <TD class=Normal width=46> <P align=center><B>U<SUB>DE</SUB></B></P> <P align=center><B>(V)</B></P></TD> <TD class=Normal width=47> <P align=center><B>U<SUB>FA</SUB></B><B><SUB></SUB></B></P> <P align=center><B>(V)</B></P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=96> <P align=center>E<SUB>1</SUB> 单独作用</P></TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=47> </TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=96> <P align=center>E<SUB>2</SUB> 单独作用</P></TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=47> </TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=96> <P align=center>E<SUB>1、</SUB>E<SUB>2</SUB>共同作用</P></TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=47> </TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=96> <P align=center>2E<SUB>2</SUB> 单独作用</P></TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=46> </TD> <TD class=Normal width=47> </TD></TR></TABLE> <P >3)令E<SUB>2</SUB>电源单独作用时(将开关S<SUB>1</SUB>投向短路侧,开关S<SUB>2</SUB>投向E<SUB>2</SUB>侧),重复实验步骤2的测量和记录 。</P> <P >4)令E<SUB>1</SUB>和E<SUB>2</SUB>共同作用时(开关S<SUB>1 </SUB>和<SUB> </SUB>S<SUB>2</SUB>分别投向E<SUB>1</SUB>和E<SUB>2</SUB>侧),重复上述的测量和记录。</P> <P >5)将E<SUB>2</SUB>的数据调至+12V,重复上述第3项的测量并记录。</P> <P >6)将R<SUB>5</SUB>换成一只二极管1N4001(即将开关S<SUB>3</SUB>投向二极管D侧)重复1~5的测量过程,数据记入表2-2</P> <P >表2-2</P> <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=561 border=1> <TR> <TD class=Normal width=99> <P align=center>测量项目</P> <P align=center>实验内容</P></TD> <TD class=Normal width=50> <P align=center><B>U<SUB>EF</SUB></B></P> <P align=center><B>(V)</B></P></TD> <TD class=Normal width=42> <P align=center><B>U<SUB>CB</SUB></B></P> <P align=center><B>(V)</B></P></TD> <TD class=Normal width=42> <P align=center><B>I<SUB>1</SUB></B></P> <P align=center><B>mA</B></P></TD> <TD class=Normal width=42> <P align=center><B>I<SUB>2</SUB></B></P> <P align=center><B>mA</B></P></TD> <TD class=Normal width=50> <P align=center><B>I<SUB>3</SUB></B></P> <P align=center><B>m A</B></P></TD> <TD class=Normal width=50> <P align=center><B>U<SUB>AB</SUB></B></P> <P align=center><B>(V)<SUB></SUB></B></P></TD> <TD class=Normal width=50> <P align=center><B>U<SUB>DE</SUB></B></P> <P align=center><B>(V)<SUB></SUB></B></P></TD> <TD class=Normal width=42> <P align=center><B>U<SUB>AD</SUB></B></P> <P align=center><B>(V)</B></P></TD> <TD class=Normal width=50> <P align=center><B>U<SUB>DE</SUB></B></P> <P align=center><B>(V)</B></P></TD> <TD class=Normal width=42> <P align=center><B>U<SUB>FA</SUB></B><B><SUB></SUB></B></P> <P align=center><B>(V)</B></P></TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=99> <P align=center>E<SUB>1</SUB> 单独作用</P></TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=99> <P align=center>E<SUB>2</SUB> 单独作用</P></TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=99> <P align=center>E<SUB>1、</SUB>E<SUB>2</SUB>共同作用</P></TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD></TR> <TR> <TD class=Normal width=99> <P align=center>2E<SUB>2</SUB> 单独作用</P></TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD> <TD class=Normal width=50> </TD> <TD class=Normal width=42> </TD></TR></TABLE> <P >四、实验注意事项</P> <P >1. 所有需要测量的电压值,均以电压表测量的读数为准,不以电源表盘指示值为准。</P> <P >2. 防止电源两端碰线短路。</P> <P >3. 若用指针式电流表进行测量时,要识别电流插头所接电流表时的“ +、-”极性。倘若不换接极性,则电表指针可能反偏(电流为负值时),此时必须调换电流表极性,重新测量,此时指针可正偏,但读得的电流值必须冠以负号。</P> <P >4.用电流插头测量各支路电流时,应该注意仪表的极性,及数据表格中“ +-”号的记录。</P> <P >5. 注意仪表量程的及时更换。</P> <P >五、预习思考题</P> <P >1.根据图2-1的电路参数,计算出待测的电流I<SUB>1</SUB>、I<SUB>2</SUB>、I<SUB>3</SUB> 和各电阻上的电压值 ,记入表中,以便实验测量时,可正确地选定毫安表和电压表的量程。</P> <P >2.实验中,若用万用表直流毫安档测量各支路电流,什么情况下可能出现毫安表指针反偏,应如何处理,在记录数据时应注意什么?若用直流数字毫安表进行测量时,则会有什么显示呢?</P> <P >3.叠加原理中E<SUB>1</SUB>、E<SUB>2</SUB>分别单独作用,在实验中应如何操作?可否直接将不作用的电源(E<SUB>1</SUB>或E<SUB>2</SUB>)置零(短接)? </P> <P >4.实验电路中,若有一个电阻器改为二极管,试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗?为什么?</P> <P >六.实验报告</P> <P >1. 根据实验数据,选定实验电路中的任一个节点,验证KCL的正确性。</P> <P >2. 根据实验数据,选定实验电路中的任一个闭合回路,验证KCL的正确性。</P> <P >3. 误差原因分析。</P> <P >4. 根据实验数据表格,进行分析、比较,归纳。总结实验结论,即验证线性电路的叠加性与齐次性。</P> <P >5. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出?试用上述实验数据,进行计算并作结论。</P> <P >6. 通过实验步骤6及分析数据表格2-2,你能得出什么样的结论?</P> <P >7. 心得体会及其他。</P> |
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1楼#
发布于:2004-05-16 11:20
<P>看不懂,这是物理课吗?</P><img src="images/post/smile/dvbbs/em30.gif" />
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2楼#
发布于:2004-06-01 15:20
<img src="images/post/smile/dvbbs/em01.gif" /><img src="images/post/smile/dvbbs/em01.gif" />
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