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1、克希荷夫定律實驗目的了解克荷夫定律在電路上的應用。原理克希荷夫定律在處理電路的問題時非常有用。在此實驗中，我們將學習如何使用克希荷夫定律。並以實際的測量結果，證實此定律。克希荷夫定律分為電流定律和電位差定律。分別敘述如下：電流定律：從電路中任可一個接點來看，流入接點電流總量等於流出電流總量。如果約定流入接點的電流方向為正，流出為負，則可說通向接點各電路的電流總和為零，即 I= 0 。如圖 1 ，有六電路交會於 A 點。I 1 ，I2 是流入接點A； I3， I4， I5 ，I6 是流出接點A，所以I 1+I 2-I 3-I 4-I 5-I 6=0 。其實正負的規定是任意的，但是對每一題目而言，
2、所有的規定都必須前後一致。這個電流定律是很明顯的，如果流入接點的電流不等於流出的電流，則在接點上就要堆積越來越多的電荷了。電位差定律：迴路中電動勢的總和等於各電阻上電位降的總和。電路中任何一個迴路都是一樣，假如電路只是由直流電源和電阻組成，則沿著迴路中電動勢的總和等於各電阻上電位降（V=I?R）的總和，即 V = (I ? R)。以 圖 2為例來說明，V1 =6V ，V2 = 4.5V， R1=100 ， R2=70 ，R3=100 ， R4=50 ， R5=50 ， I 1 =31.93mA，I 2=24.19mA，I3 =28.06mA ，迴路 ABCDA，其電動勢和為 V = 6 - 4
3、.5 = 1.5。電位差總和為 ( I ? R) = 31.93 10- 3 100 - 24.19 10- 3 70 = 1.5 。在求電動勢總和及電位差總和時，必須注意正負的問題。在圖 2 中從A 到 A 是電位上升 V1，但是沿著這個方向來考慮時， AB 是降電位而CD是升電位， DD 又是降電位，所以，所謂的電動勢或電位差總和，指的是淨電動勢及淨電位差。為了方便，規定在電動勢時升電位為正，反之為負；在電位為正，則 V = ( I ? R)這種規定與電流正負的規定是同樣任意的，但是要保持一定，不能在解問題時，前後不一致。說明了克希荷夫定律以後，我們可以應用它來解決電路的問題。首先，每一電
4、路指定一個電流方向（任意的），依此，對每一接點寫出電流方程式，對每一迴路寫出電位差方程式，再從這些方程式解出每一電流來，如果得到的答案中電流之值為負，則表示實際電流的方向與計算中指定的方向剛好相反。為了說明，考慮圖 3的電路（忽略電池的內電阻） ，設流經 AB，DC，FG 之電流各為 I 1 、I 2 及I 3 方向如圖所示。則對 C 點而言對ABCDA迴路對DCFGD迴路從方程式 (1) 、(2) 及(3) 得儀器與裝置直流電源供應器2 台，三用電表 2 台，麵包板，精密電阻數枚。方法說明在這個實驗中 ，我們要使用到三用電錶 。一般使用伏特計（電壓檔）量測電壓，而量測電流則使用安培計（電流檔
5、），用三用電錶電壓檔量待測物兩端的電壓，另一部三用電錶的電流檔量電流，在這裡需要注意，電壓檔必須與待測物並聯 ，電流檔則需與待測電路串聯 。實驗步驟注意事項：a.使用三用電錶之電壓檔及電流檔時，應確定測試線是否插在對應的插孔上。b.使用三用電錶測量時，切記檔位應先置於大檔位，再依次切至小檔位，以免過大電流燒壞電錶。c. 若量不到電流，有可能是保險絲燒掉了，可請助教更換。一單電源電路1. 由所供給的精密電阻中任選三個，並記錄之，如 R1 100 、R2 221 及R3330 。（電阻之標示法詳見附錄C）2. 如圖 4，將電源串聯 R1 之後與 R2 、R3並聯。3. 將伏特計依次並聯於 R1 、
6、R2 、R3及VS ，分別量得電位差 V1、V2 、V3 及VS 。4.使用毫安培計串聯線路，分別量得電流I 1 、I 2 及I 3 。5. 分別驗證電位差定律及電流定律，並將量得的電流與計算值比較，且求其誤差。6. 再另選兩組電阻值（ R1 、R2 及R3），重複步驟 2 至5，做成三組數據。二雙電源電路1. 使用二個直流電源，連接線路如圖 5 所示。2. 任選一組電阻 R1 、R2 及R3。3. 將伏特計依次並聯于 R1 、R2 、R3 、VS1 及VS 2 ，分別量得電位差 V1 、V2 、V3 、VS1 及VS 2 。4.使用毫安培計串聯于電路，依序量得I 1 、I 2 及I 3 。5. 分別驗證電位差定律及電流定律，並將量得的電流與計算值比較，且求其誤差。6. 再選另兩組電阻（ R1 、R2 及R3），重覆步驟 2 至5，完成三組數據。預習問題試試從方程式 (1) 、(2) 及(3) ，導出方程式 (4)(5)(6)？記錄及結果一單電源電路1.觀察所得數據，與電流定律和電位差定律做比較，結果如何?2. 將量得的電流值與模擬計算做比較，並求出誤差百分比。二雙電源電路1.觀察所得數據，與電流定律和電位差定律做比較，結果如何?2. 將量得的電流值與模擬計算做比較，並求出誤差百分比。思考問題量度電位差與電流常與計算值均有誤差，原因為何？
克希荷夫定律实验
