实验二 基尔霍夫定律的验证2011

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1、实验二 基尔霍夫定律的验证一、实验目的1验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律的理解。2加深对参考方向概念的理解。 3掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。二、原理说明基尔霍夫定律是电路理论中最基本也是最重要的定律之一。它概括了电路中电流和 电压分别遵循的基本规律。它包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）基尔霍夫节点电流定律：电路中任意时刻流进（或流出）任一节点的电流代数和等 于零。其代数表达式为：1=0（21）此定律阐述了电路任一节点上各支路电流间的约束关系。这种关系，与各支路上的元件性质无关，无论元件是线性的还是非线性的，含源的或是无源的，时变

2、的或是不变的。基尔霍夫回路电压定律：电路中任意时刻，沿任意闭合回路，电压的代数和为零。 其数学表达式为：U=0（22）此定律阐述了任意闭合回路中各电压间的约束关系。这种关系仅与电路的结构有关 而与构成电路的各元件的性质无关，无论元件是线性的还是非线性的，含源的或是无源 的，时变的或是不变的。参考方向：KCL 和 KVL 表达式中的电流和电压都是代数量。它们除具有大小之外，还有其方 向，其方向是以它量值的正、负来表示的。为研究问题方便，人们通常在电路中假定一 个方向为参考，称为参考方向。当电路中的电流（或电压）的实际方向与参考方向一致 时取正值，其实际方向与参考方向相反时取负值。在实验前，必须设

3、定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应 与电流方向一致，见图 21 所示。三、实验设备1直流电压表、直流电流表各1 块；2. 直流稳压电源（双路030V可调）1台；3EEL53 单元板 1 块。4.低压导线若干。四. 实验内容实验电路如图21所示，图中的电源US1用恒压源I路0+ 30V可调电压输出端, 并将输出电压调到+6V, US2用恒压源II路0+ 30V可调电压输出端，并将输出电压调 到+ 12V （以直流数字电压表读数为准）。开关S、S2、S3均拨向上边。实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的I、I2、I3所示，并熟悉线路结构, 掌握各开关的操作使用方法。1熟

4、悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字电流表的红（正）接线端 电流插头的黑接线端插入数字电流表的黑（负）接线端。2. 验证基尔霍夫电流定律（KCL） 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值。按规定：在结 点A,电流表读数为+,表示电流流入结点，读数为一，表示电流流出结点，然后根 据图 21中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表21中。表 21 （绝对误差=测量值-计算值）电流I/mA)I2(mA)I3(mA)E I(mA)测量值计算值绝对误差3. 验证基尔霍夫回路电压定律（ KVL）用直流数字电压表分别测量表22中的各电压值。测量时电压表的红（正）接线

5、端 应插入被测电压参考方向的高电位端，黑（负）接线端插入被测电压参考方向的低电位 端。回路1为FADEF,回路2为ABCDA。表 22（绝对误差=测量值-计算值）UFA（V）UAD（V）UDE（V）UEF（V）回路1IU (V)UAB（V）UBC（V）UCD（V）UDA（V）回路2(V)测量值计算值绝对误差五、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，不以电源表盘指示值为准。2. 防止电源两端碰线短路。3. 若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“+、”极性，倘 若不换接极性，则电表指针可能反偏而损坏设备（电流为负值时），此时必须调换电流表 极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。六、实验报告要求1根据实验数据，验证基尔霍夫电流定律的正确性。2根据实验数据，验证基尔霍夫电压定律的正确性。3思考题：在图21 的电路中可以列出哪几个电压方程？它们与绕行方向有无关 系？