电路分析实验报告基尔霍夫定律

基尔霍夫定律实验

（使用电路原理实验箱或电路实验板板）

一、实验目的

（1）加深对基尔霍夫定律的理解。

（2）学习验证定律的方法和仪器仪表的正确使用。

二、实验原理及说明

基尔霍夫定律是集总电路的基本定律，包括电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。

基尔霍夫定律规定了电路中各支路电流之间和各支路电压之间必须服从的约束关系，无论电路元件是线性的或是非线性的，时变的或是非时变的，只要电路是集总参数电路，都必须服从这个约束关系。

（1）基尔霍夫电流定律（KCL）。在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零，即Σi＝0。通常约定，流出节点的支路电流取正号，流入节点的支路电流取负号。

（2）基尔霍夫电压定律（KVL）。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恒等于零，即沿任一回路有Σu＝0。在写此式时，首先需要任意指定一个回路绕行的方向。凡电压的参考方向与回路绕行方向一致者，取“＋”号；电压参考方向与回路绕行方向相反者，取“－”号。

（3）KCL和KVL定律适用于任何集总参数电路，而与电路中的元件的性质和参数大小无关，不管这些元件是线性的、非线性的、含源的、无源的、时变的、非时变的等，定律均适用。

三、实验电路及元器件参数

本实验装置采用电路原理实验箱《基尔霍夫定理的验证》单元，电路中Usa、Usb分别接直流稳压电源，“＋”端接稳压电源“＋”端，“－”端接稳压电源“－”端。Usa、Usb电压值（0~12V）自选。电路中参数R1＝R2＝R3＝220Ω；R4＝270Ω；R5＝200Ω；R6＝240Ω。D1～D6均为发光二极管（非线性）。

根据已知条件，可自行设计对称、不对称、线性、非线性、单电源或双电源电路。

四、实验内容及方法步骤

（1）验证（KCL）定律，即Σi＝0。分别在自行设计的电路或参考的电路中，任选一个节点，测量流入流出该节点的各支路电流数值和方向，记入附表1~5中并进行验证。参考电路见图1、图2、图3所示。

基尔霍夫定律实验报告

通过实验理解可以唤起对该知识的理解，那么，下面是给大家整理的基尔霍夫定律实验报告，供大家阅读参考。

基尔霍夫定律实验报告1

一、实验目的

(1)加深对基尔霍夫定律的理解。

(2)钻研验证定律的方法和仪器仪表的正确使用。

二、实验原理及说明

基尔霍夫定律是集是集共为电路的基本定律，包括电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。

基尔霍夫定律规定了电路中各支路电流之间和各支路电压之间必须服从的约束关系，无论电路元件是一维的或是非线性的，时变的或是非时变的，只要电路是集总参数电路，都必须服从这个约束关系。

(1)德帕伦电流定律(KCL)。在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有外环电流的代数和恒等于零，即∑i=0。通常约定：流出节点的支路电流取正一号，流入节点的连接线电流取负号。

(2)基尔霍夫功率定律(KVL)。在集总电路中，任何时刻，沿任一回路所有支路功率的代数和恒等于零，即沿任—回路有∑u=0。在写此式时，首先需要任意指定一个回路自定绕行的方向。凡电压的参考方向与回路绕行方向一致者，取“+”号;电压参考方向与回路绕行方向相反者，取“一”号。

(3)KCL和KVL定律适用于任何集总编码器参数电路，而与电路中的元件的性质和参数大小无关，不管这些元件是线性的、非线性的、含源的、无源的、时变的、非时变的等，定律均适用。 三、实验仪器仪表

四、物理内容及方法步骤

(1)验证(KCL)定律，即∑i=0。分别在自行设计的电路中其或参考的电路中所，任选一个节点，测量流入该节点的各支路电流数值和方向，记入附本表1-1～表1-5中并进行验证。参考电路见图1-1、图1-2、图1-3所示。

(2)验证(KVL)定律，即∑u=0。分别在自行设计的电路或参考的电路中任选一网孔(回路)，测内所有支路的元件电压值和电压方向，对应记入表格并进行验证。参考电路见图1-3。

基尔霍夫定律的验证的实验报告

【学习目标】

1.了解支路、节点、回路和网孔的概念。

2.掌握基尔霍夫电流、电压定律。

3.能应用基尔霍夫电流、电压定律列出两个网孔的电路方程。

【观察与思考】

请问图（a）和图（b）两个电路图有什么不一样吗？

答：能用电阻的串、并联分析方法对其进行简化，使之成为一个单回路电路，这样的电路叫简单电路。不能用电阻的串、并联分析方法对其进行简化，这样的电路叫复杂电路。

一、几个基本概念

（1）支路： 由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路叫支路。在同一支路中，流过各元件的电流相等。如右图中，有三条支路，R1和E1构成一条支路，R2和E2构成一条支路，R2是另一条支路。

（2）节点：三条或三条以上支路的汇交点叫节点。如右图中，有两个节点，节点A和节点B。

（3）回路：电路中任一闭合路径叫回路。右图中，有三个回路，回路AEFB、回路CABD和回路CEFD。

（4）网孔：内部不包含支路的回路叫网孔。右图中，有两个网孔，网孔AEFB和网孔CABD。

二、基尔霍夫第一定律

1.基尔霍夫第一定律：基尔霍夫第一定律也称节点电流定律，即KCL方程。其内容为：电路中任意一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。用公式表示为

如下图所示，对于节点A，可列节点电流方程为

2.基尔霍夫第一定律的推广

广义节点

基尔霍夫第一定律不仅适用于节点，也可推广应用于任一假想的封闭面S，S称为广义节点，如上图所示。通过广义节点的各支路电流代数和恒等于零。在上图所示电路中，假定一个封闭面S把电阻R3、R4及 R5所构成的三角形全部包围起来成为一个广义节点，则流入广义节点的电流应等于从广义节点流出的电流，故得： I1﹢I3＝I2

【例1】在下图所示电路中，已知I1＝20mA，I3＝15mA，I5＝8mA，求其余各支路电流。

列节点电流方程时，首先假定未知电流的参考方向，计算结果为正值，说明该支路电流实际方向与参考方向相同；计算结果为负值，说明该支路电流实际方向与参考方向相反。

1 《电路分析实验》目录

一、基尔霍夫定律的验证……………………………………………………………………1

二、叠加原理的验证…………………………………………………………………………2

三、戴维南定理和诺顿定理的验证…………………………………………………………4

四、RC一阶电路的响应测试……………………………………………………………7

五、RLC串联揩振电路的研究…………………………………………………………………10

六、RC选频网络特性测试……………………………………………………………… 13

实验一 基尔霍夫定律的验证

一、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。

二、原理说明

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，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。

运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。

三、实验设备（同实验二）

四、实验内容

实验线路与实验五图5-1相同，用DG05挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。

1. 实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图5-1中的I1、I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。

2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。

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。

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及电阻元件上的电压值，记录之。

被测量 I1(mA) I2(mA) I3(mA) U1(V) U2(V) UFA(V) UAB(V) UAD(V) UCD(V) UDE(V)