实验1 基尔霍夫定律与电位的测定

一、实验名称

基尔霍夫定律与电位的测定 二、实验任务及目的

1.基本实验任务

学习直流电路中电压、电流的测量方法；验证基尔霍夫电流、电压定律；测量电路中各点的电位。 2.扩展实验任务

学习判断故障原因和排除简单故障的方法。 3.实验目的

验证和理解基尔霍夫定律；学习电压、电流的的测量方法；学习电位的测量方法，用实验证明电位的相对性以及电压的绝对性。

三、实验原理及电路

1.实验原理

基尔霍夫定律。基尔霍夫电流定律（KCL），对电路中的任一节点，各支路电流的代数和等于零。基尔霍夫电压定律（KVL），对任何一个闭合电路，沿闭合回路的电压降的代数和为零。

2.实验电路

A

+ R1=470Ω *1 I1 I3 B *2 I2 R2=200Ω C *3 + R3=300Ω US2=8V –

四、实验环境

US1=16V – R4=100Ω F

E

R5=100Ω D 图1.1 基尔霍夫定律实验电路

1.实验仪器

双路直流稳压电源1台，直流电流表1台，万用表1台。 2.实验器件

电流插孔3个，100Ω/2W电阻2个，200Ω/2W电阻1个，300Ω/2W电阻1个，470Ω/2W电阻1个。 3.仿真软件

NI Multisim

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五、实验方案与步骤简述

1.用万用表直流电压档监测，调节直流稳压电源两路输出分别为16V和8V。

2.按图1.1接线，根据理论计算值，选择电流表、万用表合适量程，测量并记录实验数据。

六、实验数据 1.基本实验内容

（1）验证基尔霍夫电流定律。

U1U2AR1+-+-R20.000AB0.000AC470Ω200ΩDC 1e-009OhmDC 1e-009OhmV1+U3V216 V 0.000A-8 V DC 1e-009OhmR3300ΩR4R5F100ΩE100ΩD图1.2 验证基尔霍夫电流定律仿真图 表1.1 验证基尔霍夫电流定律数据

项目 I1(mA) I2(mA) I3(mA) ∑I(mA) 仿真值 测量值 误差值（%）

（2）验证基尔霍夫电压定律。

2

U1+0.000-VDC 10MOhmAR1BR2C470Ω200ΩU4U2-V20.000VV1+VR38 V +16 V 0.000-300ΩDC 10MOhmDC 10MOhmR4R5F100ΩE100ΩDU3-+0.000VDC 10MOhm

图1.3 验证基尔霍夫电压定律仿真图1 表1.2 验证基尔霍夫电压定律数据1

项目 UAB(V) UBE(V) UEF(V) UFA(V) ∑U(V) 仿真值 测量值 误差值（%）

U1+-0.000VDC 10MOhmAR1BR2C470Ω200ΩU4U2V1-V2+16 V R30.000V0.000V300Ω8 V +-DC 10MOhmDC 10MOhmR4R5F100ΩE100ΩDU3-+0.000VDC 10MOhm图1.4 验证基尔霍夫电压定律仿真图2

表1.3 验证基尔霍夫电压定律数据2

3

项目 UBC(V) UCD(V) UDE(V) UEB(V) ∑U(V) 仿真值 测量值 误差值（%）

）验证电位的相对性与电压的绝对性。

AR1BR2C470Ω200ΩV1U2V2U116 V +0.000VR3U3+-300Ω8 V +0.000V0.000V-DC 10MOhm-DC 10MOhmR4R5DC 10MOhmF100ΩE100ΩDU5U4+--+0.000V0.000VDC 10MOhmDC 10MOhm图1.5 以E点为参考点各电位测量仿真图 表1.4 以E点为参考点各电位测量数据

项目 UA(V) UB(V) UC(V) UD(V) UE(V) UF(V) 仿真值 测量值 误差值（%） U1U2U3-U5+--+-0.000V0.000V0.000V0.000V++DC 10MOhmDC 10MOhmAR1DC 10MOhmBR2DC 10MOhmC470Ω200ΩV1U4V216 V -0.000VR3+300Ω8 V DC 10MOhmR4R5F100ΩE100ΩD

图1.6 以B点为参考点各电位测量仿真图

4

（3

表1.5 以B点为参考点各电位测量数据

项目 仿真值 测量值 误差值（%） UA(V) UB(V) UC(V) UD(V) UE(V) UF(V)

2.扩展实验内容

分析扩展试验任务中常见故障原因。

（1)通电后电路不能工作，任何部分都测不到电压或电流。 故障原因：

（2）通电后电路或仪表某部分冒烟，有异味以及发烫等。 故障原因：

（3）某一部分无电压或电流，其他部分的电压电流与理论值不符。 故障原因：

（4）将电压表的表笔放至电路上后，电压表无指示。 故障原因：

（5）将电流表接入电路，表针打坏，表头烧毁。 故障原因：

（6）指针式电压、电流表反向偏转，不能读出正确数值。 故障原因：

（7）电压、电流表指针偏转角度很小，不能读出正确数值。 故障原因：

七、实验数据分析

1.依据实验结果，进行分析比较，验证基尔霍夫定律的正确性。

2.依据实验结果，分析电压和电位的关系。

3.分析产生误差的原因，并提出减小误差的措施。

八、总结本次实验情况，写出心得体会，包括实验中遇到的问题、处理的方法

和结果。

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