叠加原理和基尔霍夫定律
理解电路中的基尔霍夫定律与叠加原理
理解电路中的基尔霍夫定律与叠加原理电路中的基尔霍夫定律与叠加原理在电路学中起着重要的作用。
它们是分析电路中电流和电压分布的基础原理。
本文将深入理解基尔霍夫定律与叠加原理的含义及其应用。
基尔霍夫定律是电路分析中最基本、最重要的定律之一。
基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律两部分。
电流定律指出，流入某一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，电流在电路中的分布满足守恒的原则。
电压定律则指出，闭合回路中所有电压之和等于零，即能量在电路中的转移满足守恒的原则。
基尔霍夫定律可以帮助我们通过电流和电压的关系分析电路，找到电流和电压的分布规律。
叠加原理是电路分析中另一个重要的原理。
叠加原理是基于线性电路的特性得出的，它指出在一个复杂的电路中，每一个电源单独作用于电路中时所产生的电流和电压可以分别被求解，然后再将它们进行叠加得到整个电路的电流和电压。
换句话说，我们可以先将电路中的每个电源单独计算，再将计算结果相加得到最终的结果。
叠加原理能够帮助我们简化电路分析的过程，使得复杂的电路也能够通过分解成简单的电路进行分析。
基尔霍夫定律和叠加原理在实际电路中都具有重要的应用价值。
我们可以通过基尔霍夫定律分析电路中节点之间的电流分布情况，进而帮助我们设计电路、解决电路中的故障问题。
例如，在交流电路中，我们常常需要计算电路中各个分支的电流大小和方向。
基尔霍夫定律可以帮助我们找到解决这个问题的方法。
叠加原理的应用则更为灵活多样。
例如，在电路中存在多个电压源时，我们可以使用叠加原理将每个电压源单独计算，然后将它们求和得到最终的电压分布情况。
另外，在电路中存在电阻和电容并联时，我们也可以使用叠加原理逐步求解，使得计算更为简单和方便。
当然，基尔霍夫定律和叠加原理并不是万能的，它们需要在适用范围内正确应用。
在实际应用中，我们需要根据具体情况合理选择使用哪个定律或原理。
此外，在电路分析的过程中还需要考虑其他因素，如电路的稳定性、电源的能量是否足够等。
基尔霍夫定律和叠加原理(等)
实验一基尔霍夫定律和叠加原理一、实验目的1、掌握基尔霍夫定律和叠加原理的内容，验证基尔霍夫定律和叠加原理的正确性。
2、学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。
二、原理说明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，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。
基尔霍夫第一定律，也称节点电流定律（KCL）：对电路中的任一节点，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。
即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0。
基尔霍夫第二定律，也称回路电压定律（KVL）：对电路中的任一闭和回路，沿回路绕行方向上各段电压的代数和等于零。
即对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。
运用该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。
2、叠加原理叠加原理是线性电路分析的基本方法，它的内容是：有线性电阻和多个独立电源组成的线性电路中，任何一支路中的电流（或电压）等于各个独立电源单独作用时，在此支路中所产生的电流（或电压）的代数和。
当某个电源单独作用时，其余不起作用的电源应保留内阻，多余电压源作短路处理，多余电流源作开路处理。
4、实验内容与步骤实验线路如图1。
图1 实验原理图（1）将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。
(2) 令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。
用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表1“线性”栏。
(3) 令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表1“线性”栏。
(4) 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表1“线性”栏。
(5) 将R5（330Ω）换成二极管1N4007（即将开关K3投向二极管1N4007侧），重复1～4的测量过程，数据记入表4-1“非线性”栏。
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
实验1 基尔霍夫定律和叠加原理
实验1 基尔霍夫定律和叠加原理一、实验目的1. 了解基尔霍夫定律和叠加原理的基本概念和运用方法；2. 掌握用万用表、电流表、电压表测量电路参量的方法；3. 训练用实验数据分析电路的能力。
二、实验原理基尔霍夫第一定律又称为电流守恒定律，它是指在任何一个电路中，电路节点的所有电流的代数和为零。
2. 基尔霍夫第二定律3. 叠加原理在多个电源或信号共同作用于一个电路时，该电路中的电压或电流等参量等于每个电源或信号单独作用时该参量的代数和。
三、实验内容本实验使用数字模拟电路仿真软件 Multisim 进行模拟实验，电路原理图如下图所示：[插入电路图]1. 测量电阻 R1、R2、R3、R4 的电阻值，并用镊子调节电阻档位使其接近标准电阻值。
2. 按照电路原理图连接电路，开关关闭。
3. 按照万用表和电流表和电压表的使用要求，依次测量和记录以下数值：U1、U2、U3、U4、I1、I2、I3、I4。
4. 根据测量数据计算电路中的电阻、电流、电压等参数，用实验数据验证基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律的正确性；用实验数据验证叠加原理的正确性。
四、实验步骤1. 按照实验原理所述的内容配置 Multisim 软件电路原理图。
5. 根据测量数据计算电路中的电阻、电流、电压等参数。
五、实验结果分析1. 测量电阻值实验数据记录如下表所示：| 序号 | 电阻名称 | 标称电阻值Ω | 实际电阻值Ω || -- | -- | -- | -- || 1 | R1 | 1000 | 998.7 || 2 | R2 | 4700 | 4698.1 || 3 | R3 | 2200 | 2198.8 || 4 | R4 | 330 | 330.1 |电路总电阻R = (R1 + R2 + R3) || R4 = 1053.155 Ω分别计算通过 R1、R2、R3、R4 的电流和电压值，结果如下：U(R1) = R1 * I1 = 9.76 VU(R2) = R2 * I2 = 9.13 VU(R3) = R3 * I3 = 8.89 VU(R4) = R4 * I4 = 1.169 V将测量结果与计算结果比较，发现计算结果与测量结果基本吻合，体现了基尔霍夫定律和叠加原理的正确性。
基尔霍夫定律和叠加原理
实验三 基尔霍夫定律和叠加原理一、实验目的1.加深对基尔霍夫定律和迭加原理的内容和适用范围的理解。
2.了解实验箱的基本结构和功能。
二、实验仪器1、实验箱2、万用表三、实验原理1.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：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0i =∑基尔霍夫电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路内所有支路或元件电压的代数和恒等于零。
即0u =∑2.迭加原理是线性电路的一个重要定理。
如果把独立电源称为激励，由它引起的支路电压、电流称为响应。
迭加原理可简述为：在任意线性网络中，多个激励同时作用时，总的响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。
四、实验内容1.验证基尔霍夫定律按图3-1接线。
其中各支路有电流插口，K 1、K 2是双刀双掷开关。
先将K 1、K 2合向短路线一边，调节稳压电源，使Us 1=10V 、Us 2=6V ，再把K 1，K 2，合向电源一边。
测得各支路电流、电压，将数据记录于表3-1中。
U S1d图3-1表3-1实验电路如图3-1，首先把K2掷向短路线一边，K1掷向电源一边，测量各电流、电压记录于表3-2中。
再把K1掷向短路线一边，K2掷向电源一边，测量各电流、电压记录在表3-2中。
两电源共同作用时的数据在实验内容1中取。
表3-2五、实验注意事项1.叠加原理中，Us1与Us2单独作用时注意电路接法。
2.万用表使用时注意量程与挡位的适时更换。
3.测量各支路电流时，应注意路电流的方向以便在确定+、-号。
六、误差分析测量数据是否满足基尔霍夫与迭加定理，并分析原因。
七、思考题1.叠加原理中，Us1与Us2分别单独作用，在实验中如何操作，可否直接将不作用的电源断开。
2.实验电路中，若将一个电阻改为二极管，是否满足基尔霍夫与迭加定理。
3.将图中的电压源电压分别由10V改为5V，6V改为3V，那么各支路电流及各负载上的电压将会多样发生变化，这种变化符合线性电路的哪种特性。
实验一基尔霍夫定律与叠加原理的验证
实验一 基尔霍夫定律与叠加原理的验证一、实验目的 1. 验证基尔霍夫定律和叠加定理的正确性，加深对基尔霍夫定律和叠加定理的理解。
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。
叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。
线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。
运用上述定律原理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、实验设备序号名称型号与规格数量备注1双路直流可调稳压电源MCH-303D-Ⅱ 0~30V12数字万用表VC9801A+1自备3直流电压表0~200V14电位、电压测定实验电路板1DGJ-03三、实验内容（一）基尔霍夫定律的验证(a)DGJ-2型设备实验电路图(b) TX 型设备实验电路图图2-1验证基尔霍夫定律和叠加定理实验电路图DGJ-2型设备实验线路如图2-1(a),用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。
TX型设备实验线路如图2-1(b),需要自行连接电路。
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2-1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＝12V，U2＝6V。
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。
实验1 基尔霍夫定律和叠加原理
实验一 基尔霍夫定律和叠加原理实验一 基尔霍夫定律和叠加原理一、 实验目的验证基尔霍夫定律和叠加原理二、实验器材1． 1台型号为RTDG －3A 或 RTDG －4B 的电工技术实验台 2． 1块型号为 RTDG －02的基尔霍夫定律与叠加原理实验电路板 3． 1台型号为 RTT01－2 直流电压／电流表三、实验内容1． 验证基尓霍夫电流定律（KCL ），即验证：在电路中，任一时刻，任一节点，流过该节点的电流代数和恒为零。
2． 验证基尓霍夫电压定律（KVL ），即验证：在电路中，任一时刻，沿任一回路循行一周，各段电压的代数和恒为零。
3． 验证叠加原理，即验证：在线性电路中，当电路里有多个电源共同作用时，某一支路的响应等于电路中所有独立电源单独作用时在该支路产生响应的代数和。
四、实验原理图E +_E 2+_R 4R 5图1-1 验证基尔霍夫定律和叠加原理的原理图五、实验过程1. 验证基尓霍夫定律的操作过程(1) 闭合电工实验台左侧面的总电源开关。
(2) 按下电工实验台正面电源控制区的启动按键，接通实验台主供电系统，这时实验台主电源数码显示灯点亮，同时三相电压表指针指示三相电源输出电压数值。
(3) 打开实验台左下方的两路恒压源开关，选择合适的电源输出电压粗调档位，一路恒压源粗调档设定为10 V档，另一路恒压源粗调档设定为20 V档，然后分别调节恒压源的输出微调旋钮，用直流电压表监测，使两路恒压源的输出分别为E1 = 6V、E2 = 12V。
(4) 在实验台上放好一台编号为RTDG—02的实验挂箱，图1-1所示实验电路在实验挂箱的上方。
(5) 先将实验电路板中的开关S1、S2向内置于短路位置(6) 再按照实验原理图1-1用导线将已调节好输出电压值的两路恒压源分别与实验电路板联接起来，实验电路联接完成后，将开关S1、S2分别打向外测，置于与电源E1、E2相联接的位置。
(7) 根据实验电路板中的元件参数值估算待测量参数的量纲（在本次实验中，电流测量值应小于10mA、电压测量值应小于12V），确定直流数字电压表的量程为直流20 V档，直流数字毫安表的量程为直流20mA档，并将电流测量插头的红、黑两联接线分别对应接至毫安表的＋、－极，同时联接电压表的两根测量导线。
基尔霍夫定律和叠加原理的实验原理
基尔霍夫定律和叠加原理的实验原理1．基尔霍夫定律是电路理论中最基本的，也是最重要的定律之一，它概括了电路电压、电流分别遵循的基本规律，其内容有二：①基尔霍夫电流定律（KCL）：电路中任意时刻，流进和流出节点的电流的代数和等于零，亦即∑I＝0。
基尔霍夫电流定律规定了汇集于节点上各支路电流间的约束关系，而与支路上元件的性质无关，不论元件是线性的或非线性的，有源的或无源的，时变的或时不变的都适用于这个定律。
②基尔霍夫电压定律（KVL）：电路中任意时刻，沿闭合回路电压降的代数和等于零，亦即∑U＝0。
基尔霍夫电压定律表明了任一闭合回路中各支路电压降必须遵守的约束关系。
它是电压与路径无关的反映，它与基于霍夫电流定律一样，只与电路的结构有关，而与支路中元件的性质无关。
不论这些元件是线性的或非线性的，是有源的或无源的，是时变的或时不变的，都适用于这个定律。
因此，测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应分别满足基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
2．在线性电路中，任一支路的电流或电压等于当电路中每个独立电源单独作用时，在该支路所产生的电流或电压的代数和。
即在有多个独立源共同作用的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每个独立源单独作用时在该元件上产生的电流或电压的代数和。
线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的输出）增大或减小Κ倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上建立的电流和电压值）也将增大或减小Κ倍。
3．参考方向并不是一个抽象的概念，它有具体的意义。
如图为某有源网路中的一条支路AB，在事先并不知道该支路电压极性的情况下，应如何测定该支路的电压降？电压表的正极和负极是分别接在A端和B端，还是相反?图依据参考方向测量电压及电流的示意图因此，在测量之前应首先假定一个电压降的方向。
设其方向由B指向A，这就是电压参考方向。
于是，根据设定的电压参考方向，电压表的正极和负极分别与B端和＾端相连；若此时电压表的指针沿顺时针方向偏转，则电压表的读数为正，说明电压的实际方向与参考方向是一致的；反之，若电压表的指针沿逆时针方向偏转，此时电压表的读数记为负值，说明电压的实际方向与参考方向相反。
实验：基尔霍夫定律及叠加原理实验
实验：基尔霍夫定律及叠加原理实验一、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.验证线性电路叠加原理的正确性，理解线性电路的叠加性和齐次性。
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电流或闭合回路的正方向，此方向可预先任意设定。
叠加原理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。
线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小 K 倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。
四、实验内容1.利用实验器件组成图 5-1 所示电路，完成基尔霍夫定律实验。
图 5-11)实验前先任意设定三条支路电流正方向。
如图 5-1 中的I1、I2、I3 的方向已设定。
闭合回路的正方向可任意设定。
DC 段线路接入 330Ω电阻。
2)分别将两路直流稳压源接入电路，令 U1＝6V，U2＝12V。
3)用直流毫安表测量 I1，I2，I3 的值，记录下表 5-1 中。
4)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，记录下表5-1 中。
2.叠加定理的验证：实验电路如图 5-1 所示1)按图 5-1 电路接线，取 U1＝+6V，U2 为可调直流稳压电源，调至+12V。
2)令 U1 电源单独作用时，用直流数字电压表和毫安表测量各支路电流及各电阻元件两端电压，数据记入表格 5-2 中。
3)令U2 电源单独作用时，重复实验步骤 2 的测量和记录。
4)令U1 和U2 共同作用时，重复上述的测量和记录。
5）将 R S （330Ω）换成二极管 1N4007 重复 1～5 的测量过程，数据记入表5-3 。
基尔霍夫定律和叠加原理的验证报告
基尔霍夫定律和叠加原理的验证报告
《基尔霍夫定律和叠加原理的验证报告》
本报告是关于基尔霍夫定律和叠加原理的验证报告，由本实验室于2020年7月进行的实验证明的。
基尔霍夫定律是物理学的一条定律，它宣称，物体将遵循一个屏幕上的平移和旋转方向。
我们在实验中使用一条铁丝和一个玻璃棒，该棒的一端接触物体的一端，用来旋转，来测试发现，物体的转动按照屏幕上指定的方向移动，而且没有跑偏，从而验证了基尔霍夫定律。
此外，我们还验证了叠加原理，叠加原理是指使用多个磁场时，可以将它们综合起来，形成一个新的磁场。
实验过程中，我们使用两个磁场对磁性物体进行磁化，发现磁场移动方向正是由磁力线汇集而形成，在一定位置处磁力线汇集，而磁场移动路径几乎是一致的，证明了磁场的叠加原理。
通过上述实验，我们可以得出结论，基尔霍夫定律和叠加原理是有效的，可以用来描述物体运动和磁场叠加等物理现象。
关于基尔霍夫定律和叠加原理的验证报告即到此结束，希望本报告可以为更多人提供一定的参考。
总之，本报告的目的在于证明基尔霍夫定律和叠加原理的可靠性，并期望报告内容对大家有所帮助。
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三、实验原理：
1、叠加原理：在含有多个独立电源的线性电路中，任
意支路的电流或电压等于各个独立电源分别单独激励 时，在该支路所产生的电流或电压的代数和。当电路 中某一个电源单独激励时，其余不激励的理想电压源 用短路代替，不激励的理想电流源用开路代替。 含有受控源的电路应用叠加原理时，在各独立电 源单独激励的过程中，一定要保留所有的受控源。 叠加原理只适用于线性电路，但由于功率与电压 和电流不是线性关系，所以即使是计算线性电路的功 率，也不能应用叠加原理。
性电路均需验证）（电压和电流各取两组数据验证）
4、根据表二数据，验证线性电路中功率不符合叠加原理。 5、根据表四数据验证基尔霍夫定律。（KCL和KVL均需验证）
6、写出实验总结。
实验预习建议：
1、掌握电位的定义及相关知识。 2、掌握叠加原理的内容和验证方法。 3、掌握基尔霍夫定律的内容和验证方法。
2、基尔霍夫定律：
1）基尔霍夫电流定律（KCL）：在集总电路中，在任何时 刻，对于任一节点，所有支路的电流代数和恒等于零。 2）基尔霍夫电压定律（KVL）：在集总电路中，任何时刻， 对于任一闭合回路，所有支路的电压代数和恒等于零。
3、电位：
1）规定电场力将单位正电荷从电场中某一点移动到参考 点所做的功称为该点的电位。 2）电位是一个相对量。只有确定了参考点后，某点才有 电位值。 3）电位有正负之分。某点电位为正值，说明改点电位高 于参考点；反之，则低于参考点。
表四 基尔霍夫定律测量数据 （US1=6V，US2=10V）
注：以上各表格中，电流的单位均为mA，电压的单位 均为V，电位的单位为V。
五、实验报告：
1、计算表一和表四中的“计算值”和“相对误差”，填入 表中。 2、根据表一数据，在实验报告上同一坐标系中绘制分别以c、 e为参考点的电位图。 3、根据表二和表三数据验证叠加原理。（线性电路和非线
课程：基础电子实验
叠加原理和基尔霍夫定律
黄 济 基础实验中心
一、实验目的：
1、学习电位、电压及电流的测量方法； 2、加深对叠加原理和基尔霍夫定律的内容及其适用 范围的理解； 3、验证线性电路叠加原理、基尔霍夫定律的正确性。
二、实验仪器：
1、电工试验台 2、直流稳压电源 3、数字万用表 4、实验跳线
4、参考方向： 1）在电路计算和分析时，事先规定的电压或电流的正 方向，称为参考方向。 2）当电压或电流为正值时，表示电压或电流的实际方 向与参考方向相同；反之，则实际方向与参考方向相反。
四、实验内容：
S1
S2
S3
实验电路
1、将开关S1和S2分别选择到两侧，开关S3选择电阻R5一侧。测量相
对于不同的两个参考点，电路中各点的电位值，记入下表中。
表一 电位测量数据 （US1=6V，US2=12V）
2、根据表格选择开关S1、S2和S3的位置，测量电流及电压值，记入表二 和表三中。
表二 线性电路测量数据 （US1=12V，US2=10V）
表三
非线性电路测量数据
（US1=12V，US2=10V）
3、将开关S1和S2分别选择到两侧，开关S3选择到电阻R5一侧。测量 相关数据，记入下表中。