实验十 直流电路的节点分析法 (虚拟综合实验)

一、实验目的 1、在两节点电路中求解节点电位，并比较计算值与测量值。 2、在三节点电路中求解节点电位，并比较测量值与计算值。 3、在三节点电路中，有两个节点连接了电压源，求解节点电位，并比较计算值与测量值。

二、实验原理 电路分析节点电位法需要用基尔霍夫电流定律来确定电路中每个节点相对参考点的电压，预先选定的这个参考节点一般称为接地点。求解节点电位的步骤是： 1、任意指定一个参考节点并标出接地符号。 2、将串联内阻ＲS的电压源ＶS转换为并联内阻ＲS的等效电流源ＩS。等效电流源ＩS等于ＶS除以ＲS。这里强调一下，只有电压源与电阻串联时才能这做。这一步是可选的，转换的目的是使计算容易些。 3、除了参考节点以外，对每个节点任意指定未知电压符号ＶA、ＶB、…、ＶN等。算出的电压值都是相对参考节点。如果一个电压源直接连接在两个节点之间，而电压源支路中又没有电阻，则可给其中一个节点定电压符号，而另一个节点的电压的值则可用第一个接点的电压和电源电压来代替。如果电压源直接连接在一个节点和参考节点间，而在这个支路里又没有电阻，则这个节点的电压就等于电源电压。

二、实验原理 4、在每个含有电流源的支路里任意指定电流方向。通常电流方向可指向参考节点。 5、除了参考节点以外，对每个节点应用基尔霍夫电流定律以支路电流代替未知节点电压。每个节点都可得到一个方程（参考节点除外）。因此，如果有Ｎ个节点，就可得到Ｎ－１个方程。如果有一个电压连接在两个节点之间而这个支路里又没有电阻，则必须将这两个节点优化处理为一个节点。 6、解方程，求出节点电位值。 在这个实验里，将分析图10.1中的两节点电路，图10.2中的三节点电路以及图10.3中有关在两个节点之间联接了电压源的三节点电路。

三、实验内容 1、创建电路如图10.1所示，并将测量和计算节点电位值填入表 一中。 1、创建电路如图10.1所示，并将测量和计算节点电位值填入表 一中。 2、 创建电路如图10.2所示，并将测量和计算节点电位值填入表 二中。 3、创建电路如图10.3所示，并将测量和计算节点电位值填入表三中。   图10.1 节点法电路1 图10.2 节点法电路2

图10.3 节点法电路3

R1 R2 R3 测量值VA/V 计算值V/A/V ＶA ＶB ＶＡ/ ＶB/ 2KΩ 10V 8V 表格 表 一 图10.1电路的节点电位值 R1 R2 R3 测量值VA/V 计算值V/A/V 表 二 图10.1电路的节点电位值 Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、R4 V1 V2 ＶA ＶB ＶＡ/ ＶB/ 2KΩ 10V 8V 表 三 图10.3电路的节点电位值 Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3 V1 V2 V3 ＶＡ/ V ＶB/ V Ｖ/Ａ/ V Ｖ/B/ V

四、仪器和设备 1、可变直流电压电源 3个 2、直流电压表 ２个 3、电阻 6个

五、实验步骤与操作 1、 在电子工作平台建立如图10.1所示的实验电路。单击仿真电源开关，激活电路，记录节点电压ＶA。 2、在电子工作平台上建立如图10.2所示的实验电路。单击仿真电源开关，激活电路，记录节点电压ＶA和ＶB。 3、 在电子工作平台上建立如图10.3所示的实验电路。单击仿真电源开关，激活实验电路，记录节点电压ＶA和ＶB。

六、分析与讨论 1、在图10.1所示的实验电路中，节点电压ＶA的测量值与计算值比较情况如何？ 2、在图10.2所示的实验电路中，节点电压ＶA和ＶB的测量值与计算值 (Ｖ/Ａ、Ｖ/B) 比较情况如何？ 3、在图10.3所示的实验电路中，节点电压ＶA和ＶB的测量值与计算值 (Ｖ/Ａ、Ｖ/B) 比较情况如何？