实验一 基尔霍夫电流定律的multisim验证实验

合集下载

实验__基尔霍夫定律的验证(仿真实验)

实验__基尔霍夫定律的验证(仿真实验)

实验 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. 学会使用电流表、电压表测量各支路电流和各元件电压的方法。

二、实验原理基尔霍夫定律是集总电路的基本定律,它包括电流定律和电压定律。

基尔霍夫电流定律(KCL )指出:“在集总参数电路中,任何时刻,对任一结点,所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零”。

此处,电流的“代数和”是根据电流是流出结点还是流人结点判断的。

若流出结点的电流前面取“+”号,则流入结点的电流前面取“-”号;电流是流出结点还是流入结点,均根据电流的参考方向判断,所以对任意结点都有∑=0i上式取和是对连接于该结点的所有支路电流进行的基尔霍夫电压定律(KVL )指出:“在集总参数电路中,任何时刻,沿任一回路,所有支路电压的代数和恒等于零”。

所以,沿任一回路有∑=0u上式取和时,需要任意指定一个回路的绕行方向,凡支路电压的参考方向与回路的绕行方向一致者,该电压前面取“+”号,支路电压的参考方向与回路的绕行方向相反者,前面取“-”号。

三、实验设备四、实验内容基尔霍夫定律实验电路如图6-1所示,按图3-1所示电路接线,令U1=6V ,U 2=12V 。

使用EWB 仿真软件对图3-1所示电路进行测试。

45U 2I I图3-1 基尔霍夫定律电路1.用电流表分别测量I 1、I 2、I 3的电流值,记录之,填入表3-1中。

2.用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值,记录之,填入表3-1中。

在表3-1中电流的单位为毫安(mA),电压的单位为伏特(V)。

五、实验注意事项1. 所有需要测量的电压值,均以电压表测量的读数为准。

U1、U2也需测量,不应取电源本身的显示值。

2. 用直流数字电压表或直流数字毫安表测量时,则可直接读出电压或电流值。

但应注意:所读电压或电流值的正确性,正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。

1。

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

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

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。

基尔霍夫电流定律仿真实验报告

基尔霍夫电流定律仿真实验报告

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:。

实验一基尔霍夫电流定律的multisim验证实验

实验一基尔霍夫电流定律的multisim验证实验

实验⼀基尔霍夫电流定律的multisim验证实验精品⽂档.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.精品⽂档.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。

基尔霍夫电流定律仿真实验报告

基尔霍夫电流定律仿真实验报告

基尔霍夫电流定律仿真实验报告实验目的:通过基尔霍夫电流定律的仿真实验,理解电流的守恒定律,掌握基尔霍夫电流定律的应用方法。

实验仪器和材料:1.计算机2.电路仿真软件实验原理:根据基尔霍夫电流定律可以列出节点电流方程,并通过解方程组计算电路中的各个电流值。

实验步骤:1.打开电路仿真软件,创建一个电路图。

2.在电路图中添加电源和各种电阻器,组成一个闭合电路。

3.选择一个节点,使用电流表测量进入该节点的电流,记录下测量值。

4.选择另一个节点,使用电流表测量离开该节点的电流,记录下测量值。

5.根据基尔霍夫电流定律,将测量值代入节点电流方程中,解方程组得到各个电流的数值。

6.重复步骤3-5,直到测量完所有节点的电流。

实验结果:根据实验数据计算得到的各节点的电流值如下:节点1电流:1A节点2电流:2A节点3电流:3A节点4电流:4A实验讨论:根据实验结果可以看出,在闭合电路中,进入任意一个节点的电流等于离开该节点的电流的代数和,符合基尔霍夫电流定律的要求。

此外,通过实验我们还可以发现,在并联电路中,各电阻的电流之和等于总电流;在串联电路中,各电阻器的电流相等。

因此,基尔霍夫电流定律对于电路中电流的分配和守恒规律有着很好的解释和应用。

总结:通过本次实验,我们深入理解并掌握了基尔霍夫电流定律的应用方法,学会了通过基尔霍夫电流定律列出节点电流方程,并通过解方程组求解电路中各个节点的电流值。

实验结果表明,基尔霍夫电流定律能够合理地解释电路中电流的分配和守恒规律,具有很强的实用性和指导意义。

实验一直流电路仿真实验-基尔霍夫定律

实验一直流电路仿真实验-基尔霍夫定律

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。

基尔霍夫定律的验证实验报告

基尔霍夫定律的验证实验报告

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。

仿真验证KCL、KVL定律和叠加定理、戴维南定理

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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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

I1 + I2 -I3 = 0

ΣI = 0
3、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。

图1-3 基尔霍夫电流定律验证实验电路图
实验步骤如下:
(1)打开multisim软件,选中主菜单View选项中的Show grid,使得绘图区域中出现均匀
的网格线,并将绘图尺寸调节到最佳。

(2)在Place Sources元器件库中调出1个Ground(接地点)和2个Battery(直流电压源)
器件,从Place Basic元器件库中调出5个Resistor(电阻)器件,最后从Place Indicators 元器件库中调出3个Ammeter(电流表)器件,按下图所示排列好。

(3)将各元器件的标号、参数值亦改变成与上图所示一致即可。

(4)将所有的元器件通过连线连接起来。

注意:电压源、电流表的正负极性。

(5)检查电路有无错误。

(6)对该绘图文件进行保存,注意文件的扩展名(.ms10)要保留。

(7)对该保存过的绘图文件进行仿真。

(8)停止仿真,读取电流表的读数,将读数填到相应的表格中。

(9)实验完成后,将保存好的绘图文件另存到教师指定的位置,并结合实验数据完成实验
报告的撰写。

表1-1 基尔霍夫电流定律电流测量表
测量电流I1(mA)I2(mA)I3(mA)ΣI = ?(mA)测量结果 3.450 6.500 9.953 近似为0
四、注意事项
1、每个multisim电路中均必须接有接地点,且与电路可靠连接(即接地点与电路的连接
处有黑色的结点出现)。

2、改变电阻的阻值时,需要在Resistor(电阻)器件的元器件属性(Resistor Properties)
对话框中选择Value/Resistance(R)选项,在其后的框中填写阻值,前一框为数值框,后一框为数量级框,填写时注意两个框的不同。

3、测量直流电流时应该把直流电流表串联在电路中进行测量,multisim中电流表粗线接
线端为电流流入方向,另一个接线端为电流流出方向,使用时应特别注意电流表的极性,即电流流入、流出方向。

4、基于绘图美观的考虑,可将电流表通过工具栏中的“翻转”快捷键调整到与待测器件
或支路平行的状态再连线。

5、电流表测量模式选择默认的直流模式,即在Ammeter(电流表)器件的元器件属性
(Ammeter Properties)对话框中选择Value/mode/DC选项,另在Label/Label对话框中可为电流表命名。

6、绘制好的实验电路必须经认真检查后方可进行仿真。

若仿真出错或者实验结果明显偏
离实际值,请停止仿真后仔细检查电路是否连线正确、接地点连接是否有误等情况,排除误点后再进行仿真,直到仿真正确、测量得到理想的读数。

7、在读取电流表的读数时,为消除网格线对读数的影响,可取消主菜单View选项中的
Show grid,设置好后将看到绘图区中的网格线已消去,此时即可读数了。

8、记录到表格中的数据即电流表上显示的直接读数,“+”、“-”亦要保留。

9、文件保存时扩展名为“.sm10”。

关闭文件或multisim软件后想再次打开保存的文件时,
必须打开multisim软件后通过主菜单选项或者工具栏中的“打开”快捷键来实现。

五、实验拓展
在前述实验中通过电流表极性的摆放位置固定了I1 、I2、I3的方向分别是流入、流入、流出结点a,同学可通过改变电流表极性的位置而改变I1 、I2、I3流入、流出结点a
的方向,再看看此时如何列写KCL方程,是否符合ΣI =0。

六、预习要求
1、认真复习基尔霍夫电流定律的基本理论。

2、明确实验内容及步骤。

七、思考题
1、基尔霍夫电流定律的内容是什么?
2、在验证基尔霍夫电流定律时,所测得的电流结果与基尔霍夫定律有不完全一致的情况,请问产生这种情况的主要原因是什么?
3、在直流电路中如何使用直流电流表,在使用直流电流表时应该注意什么?
八、实验报告
1、写出实验名称、实验目的、实验内容及步骤。

2、画出实验电路图并标出电流的方向。

见上
4、填写表格1-1。

见上
5、回答思考题。

相关文档
最新文档