基尔霍夫定律仿真设计
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。
Multisim软件学习及基尔霍夫定理的仿真
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。
(1)直流电路基尔霍夫电压定律仿真设计
一 直流电路基尔霍夫电压定律仿真设计1、电路课程设计目的（1）了解基尔霍夫电压定律的原理及使用方法； （2）运用仿真对该定律有一个感性的认识。
2、仿真电路设计原理如图所示，已知两直流电压源V1、V2分别为12v 、6v ，两电阻阻值分别为6 Ω、6Ω，通过理论计算和仿真进一步验证基尔霍夫电压定律。
原理图如下：12vR16V26v图1 KVL 实例解析理论分析：如上图所示，两个回路分别设回路1和回路2的回路电流为1I 、2I ,则对回路一列方程可得1I （6+6）+2I ×6=12; (1I +2I )×6=6 解得：1I =1A ，2I =0从上述的理论分析中可以得到，在满足电路的基本特征后，每个回路都可以列KVL 方程来求解其中的未知数，KVL 反映任一回路内各支路电压之间的相互制约关系，该定律指出：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恒等于零，即u =0.3、电路设计内容与步骤○1选择正确的电压源和电阻值，并将各元件按顺序放在指定位置； ○2选择电压表，并将其放置在需要测量的元件两端，务必保证电压表为AC ； ○3将各个元件依次用导线连接，并将电路进行接地，并运行得出数据。
W图2 KVL 电路仿真设计图如图2所示，在Multism 11.0中对图1的电路进行仿真设计，并测量两负载1R 、2R 的电压分别为6V ，则可以验证回路1和回路2满足的KVL 方程。
4、电路课程设计注意事项（1）使用Multism 11.0仿真设计时注意选择合适的仿真仪表，我们尽量选择电压表、电流表，而不要用万用表代替，电压表电流表可以在电路中直接显示数值，而万用表还需要打开；（2）注意仿真仪表的接线是否正确；（3）每次要通过按下操作界面右上角的“启动/停止开关”接通电源；（4）在列上述方程式，首先要指定回路的绕行方向，一般选择关联参考方向作为回路的正方向，凡支路电压的参考方向一致者，该电压取“+”，反之取“—”。
电路分析实验在线模拟实验-基尔霍夫定律的验证
实验内容：按照图1所给的电路图搭建电路。
实验步骤：1．验证电流定律用万用表测量R1支路电流I1、R2支路电流I2、R L支路电流I L。
将上述所得数据填写到表1中（单位：mA）。
2．验证电压定律用万用表分别测出各支路的电压U ab、U bc、U cd、U da。
注意电压表正负接线。
记录数值，填入表2中（单位：V）。
实验注意事项：实验线路连接完毕后，必须设置实验接地（如在直流稳压电源负极接接地装置），否则无法进行实验。
实验总结：学生进行电路的搭建，仪表连接、读数。
本实验着重电流表、电压表的使用。
注意正负极接线和量程的选择。
学生学会计算相对误差。
并分析实验中误差来源。
²实验电路：实验讨论：（1）实验结果表格表1验证电流定律数据记录表2验证电压定律数据记录（2）计算测量电流值的相对误差，分析误差产生原因。
相对误差计算：E(I1）=（I1测-I1计）/I1计*100%=（0.02-0.01875）/0.01875*100%=6.666 同理：I2误差为1.94；IL误差为4.1；I误差为0Uab误差为4.65；Ubc误差为-2.9；Ucd、Uda误差为0；U误差为-1.6 误差分析：1、电路中电阻阻值与标示值有差异（430欧电阻值实测为435欧）阻值误差产生的差异；2、导线连接点因存在接触电阻产生误差；3、仪表存在的基本误差4、串接电流表电表本身阻值及导线存在的阻值产生误差（3）用表1和表2中实验测得数据验证基尔霍夫定律。
实验结论：数据中大部分相对误差较小，基尔霍夫定律是正确的。
实训三基尔霍夫定律和叠加定理的Proteus设计与仿真实训
实训三基尔霍夫定律和叠加定理的Proteus设计与仿真实训组号：姓名：一、验证基尔霍夫电流定律1、基于Proteus的电路设计（1）元器件清单元器件名称所属类所属子类标识RES DEVICE Generic RBATTERY ACTIVE SOURCES BAT（2）放置元器件、放置电源和地、连线、元器件属性设置、电气检测。
2、基于Proteus的电路仿真（1）按图3-1接好电路，依据结点B处各支路电流的参考方向设置直流电流表图3-1 验证基尔霍夫定律的电路（2）单击“启动”按钮，启动仿真。
（3）将各电流表中的数值记入表3-1中，并求∑I。
3、数据处理根据图3-1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U1、U2、U3。
‘被测值I1/mA I2/mA I3/mA U2/V U3/V U AB/V U AD/V U CD/V U BD/V 计算值测量值相对误差数据处理要求：根据实验数据，选定节点B，验证KCL的正确性。
二、验证基尔霍夫电压定律1、基于Proteus的电路设计与仿真所有操作都是在ISIS中进行，与验证基尔霍夫电流定律中的操作相似。
2、基于Proteus的电路仿真（1）依据回路1和回路2的顺时针方向，在如图3-2上标示出各电阻上的电压方向。
图3-2 验证基尔霍夫电压定律的电路（2）设置仿真时显示电流的方向。
（3）单击“启动”按钮，启动仿真。
（4）将各电压值记录表3-2中，并求∑U。
∑U/V U1/V U2/V U3/V E1/V E2/V回路1 回路2 计算值测量值三、验证叠加定理1、基于Proteus的电路设计所有操作都是在ISIS中进行，与验证基尔霍夫电流定律中的操作相似。
2、基于Proteus的电路仿真（1）按图3-3所示电路连接好仿真电路，两只双刀双掷开关SW1和SW2用于切换两路直流电源接入电路或被短路。
双刀双掷开关由两只单刀双掷开关串联而成，它们属于开关和延迟元件库中，可通过“Switches & Relays”→“SW-DPDT”找到。
(1)直流电路基尔霍夫电压定律仿真设计
一 直流电路基尔霍夫电压定律仿真设计1、电路课程设计目的（1）了解基尔霍夫电压定律的原理及使用方法； （2）运用仿真对该定律有一个感性的认识。
2、仿真电路设计原理如图所示，已知两直流电压源V1、V2分别为12v 、6v ，两电阻阻值分别为6 Ω、6Ω，通过理论计算和仿真进一步验证基尔霍夫电压定律。
原理图如下：12vR16V26v图1 KVL 实例解析理论分析：如上图所示，两个回路分别设回路1和回路2的回路电流为1I 、2I ,则对回路一列方程可得1I （6+6）+2I ×6=12; (1I +2I )×6=6 解得：1I =1A ，2I =0从上述的理论分析中可以得到，在满足电路的基本特征后，每个回路都可以列KVL 方程来求解其中的未知数，KVL 反映任一回路内各支路电压之间的相互制约关系，该定律指出：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恒等于零，即u =0.3、电路设计内容与步骤○1选择正确的电压源和电阻值，并将各元件按顺序放在指定位置； ○2选择电压表，并将其放置在需要测量的元件两端，务必保证电压表为AC ； ○3将各个元件依次用导线连接，并将电路进行接地，并运行得出数据。
W图2 KVL 电路仿真设计图如图2所示，在Multism 11.0中对图1的电路进行仿真设计，并测量两负载1R 、2R 的电压分别为6V ，则可以验证回路1和回路2满足的KVL 方程。
4、电路课程设计注意事项（1）使用Multism 11.0仿真设计时注意选择合适的仿真仪表，我们尽量选择电压表、电流表，而不要用万用表代替，电压表电流表可以在电路中直接显示数值，而万用表还需要打开；（2）注意仿真仪表的接线是否正确；（3）每次要通过按下操作界面右上角的“启动/停止开关”接通电源；（4）在列上述方程式，首先要指定回路的绕行方向，一般选择关联参考方向作为回路的正方向，凡支路电压的参考方向一致者，该电压取“+”，反之取“—”。
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。
基尔霍夫定律仿真设计
电路课程设计报告
题目：基尔霍夫定律仿真实验
专业：电气工程及其自动化
年级：一年级
姓名： xiaodese工作室
学号: xxoo
设计原理
基尔霍夫定律是任何集总参数电路都适用的基本定律，它包括电流定律（KCL，Kirchhoff’s Current Law）和电压定律（KVL ,Kirchhoff’s V oltage Law）。
基尔霍夫电流定律指出：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零。
基尔霍夫电压定律是指，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。
理论计算与实验设计
在Multisim10中，搭建仿真实验电路，如下图所示。
依基尔霍夫电流定律，可列KCL和KVL方程，计算各支路电流和电压。
仿真与结果分析
设计体会略
参考文献
邱关源，罗先觉.电路【M】高等教育出版社，2006
王连英.基于Multisim10的电子仿真实验与设计【M】，北京邮电大学出版社，2009。
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。
实训二 基尔霍夫定律
实训二基尔霍夫定律（KCL,KVL）一、目的加深对基尔霍夫定律的理解，通过实验验证基尔霍夫定律。
二、内容分别用直接测量法和直流静态分析方法验证基尔霍夫定律。
三、步骤a. 基尔霍夫电流定律（KCL）1. 按下图建立实验电路。
图12. 将测试结果填入表中。
3. 验证每个节点的电流和是否符合KCL定律。
节点1：U1-U3+U5=节点5：U1+U2+U6=节点9：U4-U5+U6=节点0：U2+U3-U4=(注：节点号及电流表的序号会因电路中元件联接顺序不同而不同。
)4. 采用直流工作点分析方法测试➢按下图建立实验电路。
R5510ΩR6750Ω图2➢在主窗口中依次执行“Simulate / Analysis / DC Operating Point Analysis”命令，弹出“DC Operating Point Analysis”对话框，选择V[1], V[3], V[4], V[5] （具体步骤参照书上P41-44，输出对象是电路中节点电压)。
➢用“后处理功能”验证KCL的正确性。
插入“Simulate/Postprocessor”将对应的节点电压转换成支路电流。
在“Postprocessor”中输入所编辑的对应公式来验证每个节点的电流和。
5. 将用直接电流表测量的方法和直流工作点分析方法相比较。
b. 基尔霍夫电压定律（KVL）1. 在图2所示的电路图上，使用“直流工作点分析方法”直接得出各节点电压。
2. 将测试结果填入表中。
3. 用“后处理功能”验证KVL的正确性。
➢用“后处理功能”求出U R1、U R2、U R3、U R4、U R5、U R6的数值。
➢用“后处理功能”验证KVL的正确性。
回路1：U R1+U R2+U R3-V1=回路2：-U R2-U R4+U R5-V2=回路3：-U R3+U R4+U R6+V2=回路4：U R1+U R5+U R6-V1=(注：组成回路的元件号会因元件联接顺序不同而不同。
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电路课程设计报告
题目：基尔霍夫定律仿真实验
专业：电气工程及其自动化
年级：一年级
姓名： xiaodese工作室
学号: xxoo
设计原理
基尔霍夫定律是任何集总参数电路都适用的基本定律，它包括电流定律（KCL，Kirchhoff’s Current Law）和电压定律（KVL ,Kirchhoff’s V oltage Law）。
基尔霍夫电流定律指出：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零。
基尔霍夫电压定律是指，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。
理论计算与实验设计
在Multisim10中，搭建仿真实验电路，如下图所示。
依基尔霍夫电流定律，可列KCL和KVL方程，计算各支路电流和电压。
仿真与结果分析
设计体会略
参考文献
邱关源，罗先觉.电路【M】高等教育出版社，2006
王连英.基于Multisim10的电子仿真实验与设计【M】，北京邮电大学出版社，2009。