基尔霍夫定律的验证1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0806109701实验项目类型验证型实验地点B406学生姓名李银扬学号2011052472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。基尔霍夫定律的验证2(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=1.926,I2=5.988,I3=I1+I2=7.914基尔霍夫定律的验证3验证KCL的实验数据实验项目实验内容I1I2I3∑I理论计算值1.926A5.988A7.914A0A仿真数据1.926A5.987A7.914A-0.001A(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=-0.001,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。双击电压表符号,打开仿真开关,得到各电压数据,记录在验证KVL的实验数据表中。改接电压表的位置,测量回路BADCD,再次验证KVL定律。基尔霍夫定律的验证4由叠加定理,分别求得各电压数据分别填入下表的理论计算值中(其中∑U1=UFA+UAD+UDE+UEF,∑U2=UBA+UAD+UDC+UCB)验证KVL的实验数据回路1(FADEF)实验项目实验内容UFAUADUDEUEF∑U1理论计算值982.036mV4.036V982.036mV-6.000V0.072mV仿真数据982.036mV4.036V982.036mV-6.000V0.072mV回路2(BADCB)实验项目实验内容UBAUADUDCUCB∑U2理论计算值5.988V4.036V1.976V-12.000V0V仿真数据5.988V4.036V1.976V-12.000V0V在回路1中,∑U1=0.072mV,由于出现的单位中有mV和V,理论计算值由于数据的舍入而∑U1不等于0,仿真数据在误差允许的范围内,符和基尔霍夫电压定律。在回路2中,∑U2=0V,符号基尔霍夫电压定律。五、实验总结1、由于初次使用Multisim7,对其中各种操作并不熟悉,实验过程出现了相当多的麻烦,如:实验操作不流畅;各种元件符号的参数的设置无从下手;连接各元件的线没有完全接上,结果打开仿真开关无法仿真等等,这些问题接下来将随着对multisim7的逐渐深入了解进而解决。2、绘制仿真电路模型时由于已经设定好电流的参考方向,但放置万用表时一开始没有考虑正负极的接入方向,仿真运行出现了符号相反的实验数据,使得计算结果与预想中相差甚远。3、通过此次实验,验证了基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL),增加了对电路分析理论知识的深化认识,同时也加强了对电压和电流参考方向的掌握和运用能力。