直流电路研究

电路实验学生姓名

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实验二 直流电路的研究

一.实验概况：1.实验目的分数：0.5

加深对直流电路相关理论的理解，同时熟练电源、电表等基础设备的使用，以及可以熟练掌握实验方法，掌握常见问题的排查及解决方法2.实验原理基尔霍夫电流定律：直流电路中，对任意电路节点流入电流和等于流出电流和 基尔霍夫电压定律：选定电路中一个节点，确定绕行方向，闭合回路所有元器件两端电压代数和为零 叠加定理：线性电路中，任意时刻、任何支路的响应等于各独立源单独作用时响应的叠加 等效电源定理：对任意一个线性有源二端口网络，对于外电路，可等效为电压源与电阻串联或者恒流源与电阻并联 3.实验软件、硬件条件实验需要直流电压源、直流电流源、直流电压表及直流电流表，但由于疫情原因，在家使用MULTISIM仿真软件进行实验二.实验内容：1．基尔霍夫定理的验证

（1）实验目的：

①学习MULTISIM软件的使用。（2）实验步骤：

分数：1.5

②改变输入信号大小，验证KCL、KVL。①根据实验台设备电阻值，搭建仿真电路。元件名称定值电阻直流电压源万用表类型510Ω6V数量315插入仿真电路插入仿真电路电流探针定值电阻定值电阻直流电压源直流电压源330Ω1kΩ9V-9V61111②填写数据表

项目6V9V-9VI1表1 KCL验证实验数据表(单位：mA)I2I3I4I5I6ΣaIΣbIΣcI0004.99-3.451.546.548.0811.5-0.030.037.49-5.182.319.8112.117.3-7.495.18-2.31-9.81-12.1-17.300-0.020.02表2 KVL验证实验数据表(单位：V)U1U2U3U4U56V9V-9V2.5473.453-0.7873.3342.6663.8215.179-1.1805.0013.999-3.821-5.1791.180-5.001-3.999ΣacdaU000ΣcbdcU000ΣacbdaU000（3）实验结论：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，即基尔霍夫电流定律(KCL)验证正确。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，即基尔霍夫电压定律(KVL)验证正确。2．叠加定理的验证

（1）实验目的：

①学习MULTISIM软件的使用。

分数：1.5

②改变电压源作用位置，利用双通道电压源验证叠加定理。（2）实验步骤：

①根据实验台器件数据，选择仿真器件，搭建电路。

②分别记录电源单独作用和共同作用下电路中电流与电压的值，通过计算，验证定理。

元件名称定值电阻直流电压源类型550Ω6V开关数量36132万用表插入仿真电路单刀双掷开关电流探针插入仿真电路定值电阻直流电压源直流电压源330Ω1KΩ12V-12V1111定值电阻②填写数据表

项目表1 叠加定理验证实验数据表(单位：mA)I1 I2 I3 UAB UAC UAD Us1=12V单独作用8.64-6.252.3952.3953.1862.40 Us2=6V单独作用-1.203.592.40-3.5932.4071.222Us1Us2共同作用7.441.208.64 Us1=-12V单独作用-8.642.40 -6.25-1.1984.8024.407-2.4-2.4-3.19（3）验证结论：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，即叠加定理验证正确。3．戴维南等效定理（1）实验目的：

①了解等效电源定理。

②熟悉开路电压、短路电流的测试方法。③科学记录数据验证定理。（2）实验步骤：

根据实验验证模块，绘制仿真电路。分数：1.5

直流电压源直流电流源直流电压表元件名称类型12V10mA数量1122插入仿真电路直流电流表定值电阻电位器定值电阻定值电阻510Ω1KΩ330Ω10Ω2211②填写数据表

U（V）表1 原始电路中二端网络的外特性2.7424.7225.5196.2197.3918.7389.75310.55I（mA）2724222118161412表2 开路电压及短路电流Uoc(V)16.997U（V）Isc(A)0.033R0=Uoc/Isc(Ω)515.061表3 等效电路中二端网络的外特性I（mA）2.9914.7545.5546.2567.9258.7779.79210.582724222118161412（3）验证结论：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻或者为该有源二端网络开路电压Uoc与短路电流Isc的比值。