§1-7应用Multisim软件进行基尔霍夫定律仿真验证

实验一：Multisim软件学习及基尔霍夫定理的仿真
班级：姓名：学号：成绩：
一、实验目的
能够掌握Multisim软件的基本结构及基本操作，并利用Multisim软件验证电阻元件的伏安特性、基尔霍夫定理，加深对基尔霍夫定理的理解。

二、实验器材
计算机、Multisim软件
三、实验内容和分析
1.电阻的伏安特性（欧姆定理）的验证。

按电路图连接仿真电路，变更电位器的阻值，分别记录电流表电压表的值，并画
W
实验表格数据分析：由以上数据可知，在理想条件下，电压值与电流值成正比，所有电压值与电流值的比值接近一个定值100，即：电阻的阻值为100欧。

2.基尔霍夫定理的验证
2.1 KCL的验证。

按图连接电路仿真图，更换几组电阻值，并记录数据，分析仿真实验数据。

实验表格数据分析：电压值和电阻值不管怎么变化，始终有I1=I2+I3。

表明：通过一个闭和面的支路电流的代数和总是等于0。

2.1 KCL扩展定理的验证
DC 1e-009W
实验表格数据分析：电压值和电阻值不管怎么变化，始终有I1+I2+I3=0，
表明：流入（流出）包含多个结点的闭和面的电流代数和为0。

2.3 KVL的验证
按图连接仿真电路，添加实时探针，记录结点的直流电位，并通过结点电位计算各电租的各支路的电压，记录表格，并分析实验表格
实验表格数据分析：U01+U12+U23+U30=0;
U23+U35+U04=0;
U01+U12+U24=0;
KVL指出：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和等于0。

Multisim是一款电子电路仿真软件，而基尔霍夫定律是电路分析中的重要原理。

下面是关于Multisim中使用基尔霍夫定律进行电路分析的一些步骤：1. 打开Multisim软件，并创建一个新的电路文件。

2. 在绘图区域中选择合适的元件，如电阻、电容、电感等，将它们拖放到电路图中。

3. 使用连线工具将元件连接起来，在需要连接的节点上单击并拖动，即可绘制连线。

4. 使用电压源或电流源等工具添加电源到电路中，以提供电路所需的电能。

5. 在Multisim中，可以选择直流分析或交流分析。

对于基尔霍夫定律的应用，通常使用直流分析。

6. 在Multisim的工具栏中，找到并选择“测量工具”。

然后单击需要测量电流或电压的位置。

7. 运用基尔霍夫定律进行电路分析，包括基尔霍夫第一定律（节点电流定律）和基尔霍夫第二定律（回路电压定律）。

- 基尔霍夫第一定律：在任何一个节点处，进入节点的电流等于离开节点的电流之和。

在Multisim中，可以通过在节点上添加电流测量器来测量电流。

- 基尔霍夫第二定律：沿着回路的总电压等于电路中各个元件电压的代数和。

在Multisim中，可以通过在回路上添加电压测量器来测量电压。

8. 使用Multisim的仿真功能，进行电路分析。

点击“仿真”按钮，在仿真设置中选择适当的分析类型（如直流分析），然后运行仿真。

9. 查看Multisim提供的结果数据，如电流值、电压值等，以获得对电路性能和工作条件的深入理解。

通过以上步骤，你可以在Multisim中使用基尔霍夫定律对电路进行分析，并获得电路中各个元件的电流和电压值。

这有助于验证电路的设计和预测电路的行为。

利用multisim进行基尔霍夫定律的验证实验心得-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:基尔霍夫定律是电路分析中的重要定律之一，它描述了电流在电路中的流动以及电压在不同元件之间的分配关系。

利用Multisim软件进行基尔霍夫定律的验证实验可以帮助我们更好地理解和应用这一定律。

本文以Multisim软件为工具，通过设计和搭建电路实验装置来验证基尔霍夫定律的准确性。

通过实验步骤与结果的记录和分析，我们将对基尔霍夫定律的原理有更深入的了解，并验证实验结果与理论分析的一致性。

本文的目的是通过实验来验证基尔霍夫定律，并进一步加深对其原理的理解和应用。

同时，我们也将讨论在实验过程中遇到的问题以及解决方法，并对实验结果与理论分析进行比较和讨论。

通过本文的撰写，我们希望读者能够了解Multisim软件的基本功能和使用方法，掌握基尔霍夫定律的原理和应用，以及在实验过程中遇到的问题的解决方法。

我们相信这篇文章会为读者提供一个清晰的实验指南和理论参考，使他们能够更好地进行电路分析和实验研究。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分主要介绍整篇文章的组织结构和各个章节的主要内容，以便读者可以清晰地了解文章的框架和组成部分。

本文的结构分为五个部分：引言、正文、实验步骤与结果、实验心得与讨论、结论。

引言部分主要对文章的背景和研究目的进行概述，以及简要介绍文章的结构。

在概述部分，我们将通过对基尔霍夫定律的原理进行讲解，介绍该定律在电路中的重要性和应用价值。

在文章结构部分，我们将详细阐述各个章节的主要内容，使读者能够清晰地了解文章的逻辑顺序和内容安排。

正文部分主要分为两个小节，包括基尔霍夫定律的原理和Multisim软件的介绍。

通过对基尔霍夫定律原理的介绍，读者可以了解到该定律的基本原理和运用方法。

而Multisim软件的介绍将详细介绍该软件的功能和使用方法，以及在本文实验中的应用。

实验步骤与结果部分主要分为两个小节，包括实验装置与电路设计和实验步骤与操作。

实验一基尔霍夫电流定律的验证实验一、实验目的1、通过实验验证基尔霍夫电流定律，巩固所学的理论知识。

2、加深对参考方向概念的理解。

二、实验原理1、基尔霍夫定律：基尔霍夫电流定律为ΣI = 0 ，应用于节点。

基尔霍夫定律是分析与计算电路的基本重要定律之一。

图1-1 两个电压源电路图图1-2 基尔霍夫电流定律2、基尔霍夫电流定律（Kirchhoff's Current law）可简写为KCL：基尔霍夫电流定律，在任一瞬时，流向某一节点的电流之和应该等于由该节点流出的电流之和。

就是在任一瞬时，一个节点上电流代数和恒等于零。

在图1-1所示电路中，对节点a图1-2可以写出I1 + I2 = I3或I1 + I2 －I3 = 0即ΣI = 03、参考方向：为研究问题方便，人们通常在电路中假定一个方向为参考，称为参考方向。

(1) 若流入节点的电流取正号，则流出节点的电流取负号。

(2) 任一回路中，凡电压的参考方向与回路绕行方向一致者，则此电压的前面取正号，电压的参考方向与回路绕行方向相反者，前面取负号。

(3) 任一回路中电流的参考方向与回路绕行方向一致者，前面取正号，相反者前面取负号。

在实际测量电路中的电流或电压时，当电路中所测的电流或电压的实际方向与参考方向相同时取正值，其实际方向与参考方向相反时取负值。

三、实验内容及步骤KCL定律实验即在multisim界面上绘制如图1-3所示的电路图，通过软件仿真的方法验证KCL定律的正确性。

对于该电路图来讲，两个直流电源E1、E2共同作用于电路中，设定电流I1、I2为流入结点a的方向，电流I3为流出结点a的方向，根据前述参考方向的定义，在列写KCL方程时，I1、I2、I3前分别应取“+”、“+”、“－”号，则对结点a列KCL方程可得：ΣI =I1 + I2－I3=0（上式中的I1、I2、I3分别对应图上R1、R2、R3支路的电流）故若用电流表测得的电流值符合上式，则KCL定律得证。

实验目的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。

2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流。

3. 运用multisim 软件仿真。

实验仪器可调直稳压电源、直流数字电压表、直流数字电流表、实验电路板实验原理1. 基尔霍夫定律是电路的基本定律。

测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL ）和电压定律（KVL ）。

即对电路中任一借点而言，应有∑I=0，对任一闭合电路而言，应有∑U=0.实验内容与步骤1.分别将两路直流稳压电源介入电路，令U 1=6V ，U 2=12V 。

（先调准输出电压值，再接入实验线路）用DGJ-04挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路板。

2.实验前任意设定三条支路电流正方向，如图1-1中的I 1，I 2，I 3的方向已设定。

闭合回路的正方向可任意设定。

3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字电流表的“+、-”两端。

4.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。

5.用直流数字电压表分别测量两路电源以及电阻元件上的电压值，记录于表（1）。

6.将开关指向二极管，重新测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录于表（2）。

7.将开关指向电阻，分别测量三种故障情况下的两路电源及电阻元件上的电压值，记录于表3、4、5.图1被测量 I 1（mA ） I 2（mA ） I 3（mA ）U 1(V) U 2(V) U FA (V) U AB (V) U AD (V) U CD (V) U DE (V )数据记录表1 图2表2表3 故障1：FA 开路表4 故障2：AD 短路计算值 1.93 5.99 7.92 6.00 12.00 0.98 -5.99 4.04 -1.98 0.98 测量值2.00 6.00 7.98 6.13 12.11 1.02 -6.03 4.08 -1.98 1.02 相对误差3.63%0.17%0.76%2.17% 0.92%4.08%0.67%0.99%0.00%4.08%被测量 I 1（mA ） I 2（mA ） I 3（mA ） U 1(V) U 2(V) U FA (V) U AB (V) U AD (V) U CD (V) U DE (V) 计算值 3.92 0.00 3.92 6.00 12.00 2.00 0.00 2.00 -10.00 2.00 测量值 4.00 0.00 4.00 6.1412.122.04 0.00 2.04 -10.07 2.04 相对误差2.04%0.00%2.04%2.33% 1.00%2.00%0.00%2.00%0.70%2.00%被测量 I 1（mA ） I 2（mA ） I 3（mA ） U 1(V) U 2(V) U FA (V) U AB (V) U AD (V) U CD (V) U DE (V) 计算值 0.00 6.52 6.52 6.00 12.00 2.68 -6.25 3.33 -2.15 0.00 测量值 0.00 6.56 6.56 6.14 12.002.79 -6.593.35 -2.17 0.00 相对误差0.00%0.64%0.64%2.33% 1.00%4.10%1.12%0.60%0.93%0.00%被测量 I 1（mA ） I 2（mA ） I 3（mA ） U 1(V) U 2(V) U FA (V) U AB (V) U AD (V) U CD (V) U DE (V) 计算值 5.88 9.02 14.90 6.00 12.00 3.00 -9.02 0.00 -2.97 3.00 测量值 5.98 9.04 14.86 6.14 12.123.06 -9.10 0.00 -3.00 3.06 相对误差1.70%0.22%0.27%2.33% 1.00%2.00%0.89%0.00%1.01%2.00%被测量 I 1（mA ） I 2（mA ） I 3（mA ） U 1(V) U 2(V) U FA (V) U AB (V) U AD (V) U CD (V) U DE (V) 计算值 3.92 0.00 3.92 6.00 12.00 2.00 0.00 2.00 -10.00 2.00 测量值 4.00 0.00 4.00 6.14 12.12 2.04 0.00 2.04 -10.07 2.04 相对误 2.04%0.00%2.04%2.33% 1.00% 2.00%0.00%2.00% 0.70%2.00%表5 故障3：CD开路思考题1.根据图1-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定电流表和电压表的量程。

基尔霍夫电流定律仿真实验报告引言：基尔霍夫电流定律是电路分析中最基本的定律之一，它可以帮助我们理解电流在复杂电路中的分布和流动情况。

为了验证基尔霍夫电流定律的准确性，我们进行了一次仿真实验。

本实验旨在通过电路仿真软件搭建电路模型，观察和分析电路中的电流分布情况，并与理论计算结果进行比较，验证基尔霍夫电流定律的正确性。

实验步骤：1. 首先，我们选择了一个简单的电路，包括几个电阻和电源。

电路图如下所示：2. 使用电路仿真软件搭建电路模型，并设置电阻和电源的参数。

为了方便观察，我们给电路中的每个电阻都添加了电流表，以便测量电流的大小。

3. 开始仿真，观察每个电阻上的电流值，并记录下来。

4. 根据基尔霍夫电流定律，对电路进行分析，计算出每个电阻上的理论电流值。

5. 将仿真结果和理论计算结果进行比较，观察是否存在差异。

实验结果与分析：经过仿真和计算，我们得到了电路中每个电阻上的电流值。

将实验结果与理论计算结果进行比较后发现，它们非常接近。

这说明基尔霍夫电流定律在这个电路中得到了验证，电流在电路中的分布和流动情况符合基尔霍夫电流定律的要求。

结论：通过本次实验，我们验证了基尔霍夫电流定律在电路中的有效性。

基尔霍夫电流定律指出，在一个封闭的电路中，电流的总和等于电流的总入和总出。

这个定律的正确性得到了实验的验证，从而进一步加深了我们对电路分析的理解。

实验的局限性和改进：本实验只针对了一个简单的电路进行了仿真和分析，没有涉及到更复杂的电路结构。

因此，对于更复杂的电路，基尔霍夫电流定律的应用可能会更加困难。

为了进一步验证基尔霍夫电流定律的准确性，可以进行更多不同类型的电路实验，并与理论计算结果进行比较。

参考文献：。

新疆大学实习（实训）报告实习（实训）名称：电路EDA课程设计学院：电气工程学院专业班级：电气姓：名指导教师：李劲报告人（学号）：20092101432 时间：2012-6-201.基本介绍。

Multisim 2001 提供了多种工具栏，并一层次化的模式加以管理，用户可以通过View菜单中的选项方便的将顶层的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。

通过工具栏，用户可以方便直接的使用软件的各项功能。

顶层的工具栏有：Standard 工具栏，Design工具栏，Zoom工具栏，Simulation工具栏。

2.简单功能介绍2.1Standard工具栏包含了常见的文件操作和编制操作2.2Design工具栏作为设计工具栏是Multisim的核心工具栏，通过对该工作栏按钮的操作可以完成对电路从设计到分析的全部工作，其中的按钮可以直接开关下层的工具栏：Component中的MultisimMaster工具栏，Instrument 工具栏1.作为元器件（Component）工具栏中的一项，可以在Design工具栏中通过按钮来开关MultisimMaster工具栏。

该工具栏有14个按钮，每个每一个按钮都对应一类元器件，其分类方式和Mulyisim元器件数据库中的分类相对应，通过按钮上图标就可大致清楚该类元器件的类型。

具体的内容可以从Multisim的在线文档中获取。

这个工具栏作为元器件的顶层工具栏，每一个按钮又可以开关下层的工具栏，下层工具栏是对该类元器件更细致的分类工具栏。

以第一个按钮为例。

通过这个按钮可以开关电源和信号源类的Sources 工具栏。

2.Instruments工具栏集中了Multisim为用户提供的所有虚拟仪器仪表，用户可以通过按钮选择自己需要的仪器对电路进行观测。

2,3用户可以通过Zoom工具栏方便地调整所编制电路的视图大小。

2.4Simulation工具栏可以控制电路仿真的开始，结束和暂停。

基尔霍夫定律仿真验证一．实验目的1．利用Multisim仿真软件验证基尔霍夫定律（电流和电压定律）2．掌握选择元件和连线的方法3．掌握万用表和安培表的使用方法二．实验原理与说明1．基尔霍夫电流定律（KCL）在任一时刻，流出（或流入）集中参数电路中任一可以分割开的独立部分的端子电流的代数和恒等于零，即：ΣI=0 或ΣI入=ΣI出式（1-1）此时，若取流出节点的电流为正，则流入节点的电流为负。

它反映了电流的连续性。

说明了节点上各支路电流的约束关系，它与电路中元件的性质无关。

要验证基式电流定律，可选一电路节点，按图中的参考方向测定出各支路电流值，并约定流入或流出该节点的电流为正，将测得的各电流代入式（4-1），加以验证。

2．基尔霍夫电压定律（KVL）按约定的参考方向，在任一时刻，集中参数电路中任一回路上全部元件两端电压代数和恒等于零，即：ΣU=0 式（1-2）它说明了电路中各段电压的约束关系，它与电路中元件的性质无关。

式（1-2）中，通常规定凡支路或元件电压的参考方向与回路绕行方向一致者取正号，反之取负号。

3．电位与电位差在电路中，电位的参考点选择不同，各节点的电位也相应改变，但任意两节点间的电位差不变，即任意两点间电压与参考点电位的选择无关。

三．实验内容和步骤1．在仿真软件中搭建如下电路，测试结果填入表格中，并贴出仿真电路图。

图1-2 验证基尔霍夫定律实验线路2．基尔霍夫电流定律（KCL）的验证（1）按图1-2在仿真软件中搭建电路，Us1、Us2用直流稳压电源提供。

（2）用万用表依次测出电流I1、I2、I3，（以节点b为例），数据记入表1-1内。

（3）根据KCL定律式（1-1）计算ΣI，将结果填入表1-1，验证KCL。

表1-1 验证KCL实验数据I 1(mA)I2(mA)I3（mA）ΣI633．基尔霍夫电压定律（KVL）的验证（1）按图1-2接线，US1、US2用直流稳压电源。

（2）用万用表的电压档，依次测出回路1（绕行方向：beab）和回路2（绕行方向：bcdeb）中各支路电压值，数据记入表1-2内。

暨南大学本科实验报告专用纸课程名称电路分析CAI 成绩评定实验项目名称Multisim7初步认识和基尔霍夫定律验证指导教师张润敏实验项目编号01实验项目类型验证型实验地点 B406学生姓名李银扬学号 72 学院电气信息学院专业电子信息科学与技术实验时间 2012 年4月 28日上午～月日午温度℃一、实验目的①验证基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。

②通过实验加强对电压、电流参考方向的掌握和运用能力。

二、实验环境电路仿真设计工具Multisim7三、实验原理（1）基尔霍夫电流定律（KCL）在集总电路中，在任意时刻，对于电路中的任意一个节点，流出与流入该节点的代数和恒等于零，即∑i≡0式中，若取流出节点的电流为正，这5流入节点的电流为负。

KCL反映了电流的连续性，说明了节点上各支路电流的约束关系，它与电路中元件的性质无关。

（2）基尔霍夫电压定律（KVL）在任意时刻，按约定的参考方向，电路中任一回路上全部元件两端电压的代数和恒等于零，即∑u≡0式中，通常规定：凡支路或元件电压的参考方向与回路绕行方向一致者取正号，反之取负号。

KVL说明了电路中各段电压的约束关系，它与电路中元件的性质无关。

四、实验内容与结果分析电路仿真实验在Multisim7中绘制如下图的电路图并设置各元件参数。

（1）基尔霍夫电流定律（KCL）先设定三条支路电路I1,I2,I3的参考方向,将电流表接入电路中,注意电流表的接入方向,双击电流表的符号,打开仿真开关,即可得到各支路电流的数据,并将的到的数据填写在表格中,如下图:根据网孔分析法，分别得到理论计算值：I1=，I2=，I3=I1+I2=（由于I1,I2,I3的设定参考方向，使得其中∑I=I1+I2-I3）在仿真数据中∑I=，由于数据在处理过程中的舍入，所以在误差允许的范围内符合基尔霍夫电流定律。

（2）KVL定律的仿真如下图将电压表分别接入FADEF回路中，注意电压表的接入方向。