仿真验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理
实验1 基尔霍夫定律和叠加原理的验证
一、实验目的 1.验证基尔霍夫电流定律和电压定律。 2.验证叠加原理。 3.加深电阻、电压、电流的测量，熟悉万用表
和直流对参考方向（正方向）概念的理解。 4.通过对稳压电源的使用方法。
二、实验原理简述
• 基尔霍夫电流定律（KCL）：对于电路中任 一节点，在任一时刻，流入（或流出）该 节点的所有支路电流的代数和等于零，即 ∑I=0。
功能键
电源
色环电阻阻值及误差表示
色环电阻用不同颜色的色环标称阻值及误差，对于五环电阻，前三 环表示 有效数，第四表示乘数，第五环表示误差；对于四环电阻，前两环表示有 效数，第三表示乘数，第四环表示误差。各种颜色含义如下：
颜色 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑 金 银
有效数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
• 基尔霍夫电压定律（KVL）用来确定回路中 各部分电压之间的关系，具体表述为：对 于电路中的任一回路，在任一时刻，沿着 该回路的所有支路电压降的代数和等于零， 即 ∑U=0。
四、实验内容与要求
a
I1
b
I2
+ E1
－
d
R1 510Ω R4 510Ω
I3 R3 510Ω
e
R2 1KΩ R5 330Ω
c
+ E2
－
f
五、电路的连接以及实验仪器设备的使用及 注意事项
•
1.电路的连接 试验箱
2.直流稳压电源 直流稳压电源
（需要采用中间插孔过渡，做电压源使 用时，电流源的位置要打到最大端）
3.万用表 数字万用表
（注意表笔红正，黑负，测量时特别要 注意节点的位置与正负极不要搞错）
4.电阻元件 电阻
KCL与KVL定律的验证
KCL与KVL定律的验证实验摘要：设计电路图，在面包板上连接好电路测量出数据，验证KCL和KVL定律，用Multisim绘出电路图进行仿真。
实验内容：1.万用表测量电压和电流的练习。
2.在面包板上搭接一个带两个以上网孔的电路，该电路包含两个电压源。
电源电压分别取12V和5V。
3.测量每条支路的电流，和网孔某一巡行方向形成的闭合回路上各段的电压。
做好记录。
验证所测量的数据是否符合KCL和KVL定律。
实验环境：仪器：直流稳压电源，台式万用表，三只电阻，面包板直流稳压电源：能为负载提供稳定直流电源的电子装置。
直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。
直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。
台式万用表：台式万用表，一种多用途电子测量仪器，一般包含安培计、电压表、欧姆计等实验原理：KCL定律（基尔霍夫电流定律）：在集总电路中，在任何一个时刻，对电路中的任何一个节点，流出（或流入）该节点电流的代数和恒等于零=若取流出节点的电流为正，则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。
要验证KCL电流定律，可选一个电路节点，按标定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加以验证。
2、基尔霍夫电压定律（KVL）在任何一个时刻，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.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。
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。
实验电路实验步骤打开直流稳压电源的开关，将电压分别调到12V和5V。
按照电路图连接好电路分别测量U12，U24，U41和U23，U34，U42的电压和I12，I42，I32的电流测得数据再进行结果分析实验结果分析：U12U24U41ΣU11.08V 1.12V-11.99V0.21VU23U34U42ΣU-4.04V 5.02V-1.10V-0.12VI12I42I32ΣI10.21mA-11.09mA0..98mA0.1mA两个电压之和约等于0.21和0.12，电流之和为0.1这个误差属于可接受范围内（万用表误差范围为—（量程1%）到+（量程1%）之间），因此可以用来验证KVL和KCL定律用Multisim软件进行仿真：。
电路基本定律及定理的验证
实验二电路基本定律及定理的验证一、实验目的1、通过对KCL、KVL的验证，加深对定律的理解。
2、通过对戴维南定理、叠加定理的验证，加深对定理的理解和灵活应用。
3、明确实际测量中存在的误差，学会分析误差。
二、实验设备和器材直流可调稳压电源0～30 V万用表MF-500型实验电路板三、实验原理与说明1、基尔霍夫定律（KCL、KVL）电路中的基本定律，适用于集总参数电路。
KCL：任一时刻，任一节点，所有流出该节点的电流代数和恒为零，即∑i = 0。
KVL：任一时刻，任一回路，沿某绕行方向所有元件电压的代数和恒为零，即∑u = 0。
2、叠加定理适应线性电路中的电流、电压。
线性电路中含多个独立源时，任一支路的电流或电压是每个独立源单独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。
电源单独作用是指：除该电源外，其他独立源取零，即电压源短路，电流源开路，受控源不变。
3、戴维南定理适应线性含源二端网络。
任一线性含源二端网络，对外电路而言，均可用一个电压源和一个电阻串联的组合来等效——戴维南等效电路。
电压源的电压为含源二端网络的开路电压U oc；等效电阻为对应无源二端网络的等效电阻R0。
4、误差分析（1）测量值与真实值间的差异称误差。
（2）误差有两类：绝对误差=︱测量值-真实值︱相对误差= （绝对误差/ 真实值）×100﹪（3）实际测量中，应利用合理测试手段使误差最小。
四、实验内容及步骤实验电路图如实验图2-1所示。
1、KCL 、KVL 的验证（1）调节两个直流电源，使一个为8V 作为U1接入AB 端，另一个为4V 作为U2接入A ’B ’两端；（2）节点O 处接通，测量I 1、I 2、I 3并填入实验表2-1中；（3）用AOO ’B ’回路，分别测电压U AO 、O O 'U 、B O 'U 、U BA 填入实验表2-1中； （4）验证∑U = U AO +O O 'U +B O 'U + U BA = 0，∑I =I 1 + I 2 + I 3 = 0。
基尔霍夫定律和叠加原理的验证(实验报告答案)含数据处理
.实验二基尔霍夫定律和叠加原理的验证一、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.验证线性电路中叠加原理的正确性及其适用范围，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
3.进一步掌握仪器仪表的使用方法。
二、实验原理1．基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路的基本定律。
它包括基尔霍夫电流定律 (KCL) 和基尔霍夫电压定律 (KVL) 。
(1)基尔霍夫电流定律 (KCL)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。
(2)基尔霍夫电压定律 (KVL)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。
基尔霍夫定律表达式中的电流和电压都是代数量，运用时，必须预先任意假定电流和电压的参考方向。
当电流和电压的实际方向与参考方向相同时，取值为正；相反时，取值为负。
基尔霍夫定律与各支路元件的性质无关，无论是线性的或非线性的电路，还是含源的或无源的电路，它都是普遍适用的。
2．叠加原理在线性电路中，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。
（电压源用短路代替，电流源用开路代替。
）线性电路的齐次性（又称比例性），是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小 K 倍。
三、实验设备与器件1.直流稳压电源1台2.直流数字电压表1块3.直流数字毫安表1块4.万用表1块5.实验电路板1块四、实验内容1．基尔霍夫定律实验按图 2-1 接线。
A R2I2I 1R1(1)实验前，可任意假定三条支路电流的参考方向及三个闭合回路的绕行方向。
图F中的电流 I1、I2、I3mA mA B 2-1的方向已设定，三个闭合回路的绕行方向可设为510ΩI 31kΩADEFA 、BADCB 和 FBCEF。
mAU 1U 26V 1 / 612V3510ΩR4R R5E C(2)分别将两路直流稳压电源接入电路，令 U 1=6V ，U 2=12V 。
验证KCL、KVL定律和叠加原理
验证KCL、KVL定律和叠加原理一、实验目题目：验证KCL、KVL定律和叠加原理二、实验摘要：1．万用表测量电压和电流的练习2．用测得的数据验证是否符合KCL、KVL定律和叠加原理3．练习使用万用表和直流电源三、实验环境：万用表、直流电源、若干电阻和导电、面包板四、实验原理：1．KCL定律：对于任一集总电路中的任一节点，在任一时刻，流进（或流出）该节点的所有支路电流的代数和为0.2．KVL定律：对于任一集总电路中的任一回路，任一时刻，沿着该回路的所有支路电压降的代数和为0。
3．叠加原理：由线性电阻、线性受控源及独立源组成的电路中，每一元件的电流或电压等于每个独立源单独作用于电路时在该元件上产生的电流或电压的代数和。
五、实验步骤和数据记录：验证KCL、KVL定律实验电路图：b afdce1．按制定的电路图连接电路，设定好支路的电流参考方向 2．设置流入两个网孔的直流电源值：Uabcd=9V ，Uadef=4V 3．测量各电阻两端的电压和流入的电流 4．记录数据并验证 数据记录电压(V) U1 U2 U34.6343 -0.3641 4.3650 电流（mA ） I1 I2 I3 4.6160.353-5.001验证叠加原理 实验电路图：(a) (b)R1R2R3R1R21．按制定的电路图连接电路2．分别设置三种情况的直流电流值：a.Ua=10V，Ub=0Vb.Ua=5V，Ub=0Vc.Ua=10V，Ub=5V3．测量各电阻两端的电压和流入的电流4．记录数据并验证数据记录情况a Ua=10，Ub=0 电阻两端电压（V）U1=5.0065 U2=4.9934 电路电流（mA）I=4.991情况b Ua=5，Ub=0 电阻两端电压（V）U1’=2.5038 U2’=2.4974 电路电流（mA）I’=2.497情况c Ua=10，Ub=5 电阻两端电压（V）U1’’=7.5095 U2’’=7.4091 电路电流（mA）I’’=7.476六、实验结果分析：1．节点a：4.616mA+0.353mA-5.001mA≈0基本符合符合KCL定律2．网孔abcd：4.6343V+4.365V-9V≈0网孔adef：-0.3641V+4.365V-4V≈0基本符合KVL定律3.U1+U1’≈U1’’；U2+U2’≈U2’’；I+I’≈I’’基本符合叠加原理七、实验总结：1．此次实验练习了万用表和直流电源的使用2．学会了怎样使连接的电路既牢固安全又美观实验遇到的问题：1．不知道怎样测量支路电流（已解决：在支路中做一个断路将万用表连接进去）2．测量时发现所有参数都为零（已解决：上一次测量电流后没有将断开的电路连接回来）3．测量电流时没有读数并且发出警告声音（已解决：要选择适当的量程）。
实验三 戴维南定理和叠加定理的验证
实验三戴维南定理和叠加定理的验证实验三戴维南定理和叠加定理的验证实验三戴维南定理和叠加定理的验证一、实验目的（1）加深对戴维南定理的理解。
(2)学习戴维南等效参数的各种测量方法。
(3)理解等效置换的概念。
（4）通过实验加深对叠加定理的理解。
（5）研究了叠加定理的适用范围和条件。
(6)学习直流稳压电源、万用表、直流电流表和电压表的正确使用方法。
二、实验原理及说明1.戴维南定理是指具有独立电源、线性电阻和受控源的端口。
对于外部电路，可以用电压源和电阻的串联组合来代替。
该电压源的电压等于端口的开路电压UOC，该电阻等于端口的所有独立电源设置为零后的输入电阻，如图2.3-1所示。
这种电压源和电阻的串联组合称为戴维南等效电路。
等效电路中的电阻称为戴维南等效电阻。
所谓等效是指用戴维南等效电路把有源一端口网络置换后，对有源端口（1-1’）以外的电路的求解是没有任何影响的，也就是说对端口1-1’以外的电路而言，电流和电压仍然等于置换前的值。
外电路可以是不同的。
2.诺顿定理是戴维南定理的对偶形式。
指出对于外部电路，包含独立电源、线性电阻和受控源的端口可以被电流源和电导的并联组合所取代。
电流源的电流等于端口的短路电流ISC，该端口的所有独立电源设置为零后，电导等于输入电导GEQ=L/req，如图2.3-1所示。
3、戴维南一诺顿定理的等效电路是对外部特性而言的，也就是说不管是时变的还是定常的，只要含源网络内部除独立的电源外都是线性元件，上述等值电路都是正确的。
4.戴维南等效电路参数的测量方法。
开路电压UOC的测量相对简单，可直接用电压表或补偿法测量；对于戴维南等效电阻req的获取，可采用以下方法：当网络包含电源时，应使用开路电压和短路电流法，但这种方法不能用于不允许外部电路直接短路的网络（例如，当网络的内部元件可能因短路电流过大而损坏时）；当网络不含电源时，采用伏安法、半电流法、半电压法、直接测量法等。
5、叠加定理（1）叠加定理是线性电路的一个重要定理，是分析线性电路的基础。
实验三 KCL和KVL定律验证
实验三 KCL 和KVL 定律验证一、实验目的：验证KCL 和KVL 定律 二、实验原理和电路图：● KCL ：对于任一集总电路中得任一节点，在任一时刻，流出（或流进）该节点的所有支路电流的代数和为零。
其数学表达式为∑==Kk k t i 10)(（式中)(t i k 为流出或流进该节点的第k 条支路的电流，K 为该节点处的支路总数） ● KVL ：对于任一集总电路中得任一回路，在任一时刻，沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。
其数学表达式为∑==Kk k t u 10)(（式中)(t u k 为该回路中的第k 条支路的电压，K 为该节点处的支路总数） ● 电路图：三、实验环境：面包板（SYB —130）、直流电源面板（IT6302），电阻，手动数字万用表（VC890D ）、导线四、实验步骤和数据记录1、步骤：a.根据电路图在面包板上将电路连接好，并在直流电源面板设置好CH1和CH2的输 出电压和输出电流，分别为10V 与0.2A 、6V 与0.2A ，并按on/off 键。
b. 用多用表测量各个元件的两端电压，并记录数据。
c. 用多用表测量各个节点的各支路电流，并记录数据。
d. 先读出各个色环电阻的阻值，用多用表测量各个元件的电阻值，并记录数据。
2、数据记录：表一：各个元件的两端电压1V2V1u2u3u4u421u u u ++43u u +10V6V3.82V0.378V0.198V5.80V9.998V5.998V表二：各个节点的各支路电流I 4I 1I 5I 1+I 5I 3I 2I 3+I 25.78mA3.69mA2.00mA5.69mA1.97mA3.80mA5.77mA表三：各个元件的电阻值电阻 标准值（Ω） 多用表测量（Ω）误差 U/I （Ω） 误差 R 1 1000 998 0.2% 1035 3.5% R 2 100 98.7 1.3% 99.5 0.5% R 3 100 99.4 0.6% 100.5 0.5% R 4100010000.0%10030.3%五、实验结果计算和分析由表三可知，除了R1电阻的相关数据误差较大一点之外，其他电阻的相关数据都很精确。
仿真验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理
二、实验项目名称：Multisim 仿真软件环境联系三、实验学时：四、实验原理：（包括知识点，电路图，流程图）1.基尔霍夫电流定律对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。
即∑I=02.基尔霍夫电压定律在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。
即∑U=0(3).叠加原理在线性电路中，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。
（电压源用短路代替，电流源用开路代替。
）4.戴维南定理任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。
戴维南定理指出：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。
五、实验目的：1.熟悉并掌握Multisim仿真软件的使用2.掌握各种常用电路元器件的逻辑符号3.设计电路并仿真验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理六、实验内容：（介绍自己所选的实验内容）利用Multisim仿真软件，绘制用于验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理的模拟电路模拟电路，并利用Multisim仿真软件获取验证所需的实验数据，并根据实验数据计算出理论值与Multisim仿真电路的模拟值比较，验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理。
七、实验器材（设备、元器件）：计算机；multisim10.0仿真软件八、实验步骤：（编辑调试的过程）(1). 验证基尔霍夫电流定律1. 利用Multisim仿真软件绘制出电路图(四.1)，图中的电流I1、I2、I3的方向已设定，2.加入两直流稳压电源接入电路，令U1=6V，U2=12V。
3. 接入直流数字毫安表分别至三条支路中，测量支路电流。
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二、实验项目名称：Multisim 仿真软件环境联系
三、实验学时：
四、实验原理：（包括知识点，电路图，流程图）
1.基尔霍夫电流定律
对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。
即∑I=0
2.基尔霍夫电压定律
在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。
即∑U=0
(3).叠加原理
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。
（电压源用短路代替，电流源用开路代替。
）
4.戴维南定理
任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。
戴维南定理指出：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。
五、实验目的：
1.熟悉并掌握Multisim仿真软件的使用
2.掌握各种常用电路元器件的逻辑符号
3.设计电路并仿真验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理
六、实验内容：（介绍自己所选的实验内容）
利用Multisim仿真软件，绘制用于验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理的模拟电路模拟电路，并利用Multisim仿真软件获取验证所需的实验数据，并根据实验数据计算出理论值与Multisim仿真电路的模拟值比较，验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理。
七、实验器材（设备、元器件）：
计算机；multisim10.0仿真软件
八、实验步骤：（编辑调试的过程）
(1). 验证基尔霍夫电流定律
1. 利用Multisim仿真软件绘制出电路图(四.1)，图中的电流I1、I2、I3的方向已设定，
2.加入两直流稳压电源接入电路，令U1=6V，U2=12V。
3. 接入直流数字毫安表分别至三条支路中，测量支路电流。
4.记录个电流表的数据，并根据电路计算理论电流值，填入下表。
（2）基尔霍夫电压定律
1. 利用Multisim仿真软件绘制出电路图(四.2)，形成三个闭合回路的绕行方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。
2.分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1=6V，U2=12V。
4.加入电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值。
（3）叠加原理实验
1.分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1=12V，U2=12V。
2.电源U1单独作用，BC短接，用毫安表和电压表分别测量各支路电流。
3.令U2单独作用，此时FE短接。
用毫安表和电压表分别测量各支路电流。
4.令U1和U2共同作用，重复上述测量。
选取R1 =1kΩ, R2 = 1kΩ, R3 =1kΩ, U1=12V, U2=12V
（4）戴维南定理的验证
1.绘制电路图
2.使用电压表测量R2两端的电压U
3.使用电流表测量R2的短路电流I
九、实验数据及结果分析：（实验运行结果介绍或者截图，对不同的
结果进行分析）
(1). 验证基尔霍夫电流定律
(1)验证KCL的实验数据记录
I1I2I3∑I 实验内容
理论计算值 1.93mA 5.99mA -7.92mA 0mA
仿真数据 1.962mA 5.987mA -7.914mA 0.35mA
由数据可得流入、流出该节点的代数和基本为零
（2）基尔霍夫电压定律
(2)验
证KVL的实验数据记录
在图中电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零
(3).叠加原理
(3)叠加原理数据记录
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。
（4）戴维南定理
（4)戴维南定理的验证
U=35V
I=14mA
戴维南等效电压源的电动势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时的等效电阻。
十、实验结论：（联系理论知识进行说明）
实用文档
（1）经实验验证基尔霍夫电流定律成立
对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。
即∑I=0
（2）经实验验证基尔霍夫电压定律
在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。
即∑U=0
（3）经实验验证叠加原理
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。
（电压源用短路代替，电流源用开路代替）
（4）经验证戴维南定理成立
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。
十一、总结及心得体会：
本节课学习和使用了Multisim仿真软件仿真软件的使用，通过模拟电路可以安全快速的的模拟真实的电路，设计电路并仿真验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理，帮助理解了所学知识，达到理论与实践相结合的目的。
十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议：
更新Multisim软件提高软件质量。
实验过程中遇到不知原因的错误，使得实验遇到障碍，延长了实验时间。
报告评分：
指导教师签字：
文案大全。