实验一基尔霍夫定律Word格式.docx

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在任何一个时刻，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，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。

基尔霍夫定律是电路的基本定律，测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。

即对电路中的任一个节点而言的，应有∑I=0；

对任何一个闭合回路而言，在验证KCL电流定律，可选一个电路节点，按标定的参考方向测定出各支路电流值，并约定流入或流出该节点的电流为正。

在验证KVL电流定律通常规定：

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。

运用上述定律是必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。

三、实验设备

天煌教仪电子电工实验台，基尔霍夫定律验证实验板。

或是：

1.直流电压源1台0～30V可调；

1组+12V固定

2.数字万用表1块

3.电阻5只510W×

3；

1KW×

1；

330W×

1

4.短接桥和连接导线若干

5.实验用插件电路板1块297mm×

300mm

四、实验内容和步骤

实验线路如图1-1所示

1．实验前先任意设定三支路的电流参考方向，如图中的I1，I2，I3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。

2．分别将E1，E2两路直流稳压源（E1为+6V、+12V切换电源，E2为0~30V可调直流稳压源）接入电路，令E1=6V，E2=12V。

3．熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、-”两端。

4．将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。

5．用直流数字电压表分别测量两电路电源及电阻元件的电压值，记入数据表中。

图1-1

待测值

I1

I3

∑I

VAB

VCD

VAD

VDE

VFA

∑U回路1（FADEF）

∑U回路2（BADCB）

计算值

测量值

相对误差

五、实验注意事项

1．验证KCL、KVL时，所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，电压源的电压也要进行测量，不要以电源表盘指示值为准。

实验中给定的值仅作为参考。

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，注意指针的偏转情况，防止指针打弯或损坏仪表。

同时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，按读得的电流值必须冠以正确的符号。

4．测量电压、电流时，不但要读出数值来，还要判断实际方向，并与设定的参考方向进行比较，若不一致，则该数前加“－”号。

六、预习思考题

1．根据图1-1的电路参数，计算出待测的电流I1，I2和I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选择毫安表和电压表的量程。

2．实验中，若用万用表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？

若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？

七、实验报告

1、根据实验数据，选定实验电路中的任一节点，验证KCL的正确性。

2、根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。

3、误差原因的分析。

4、心得体会及其他。

★★实验

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的能力。

3、学会用短接桥测量各支路电流的方法。

二、实验原理

三、实验仪器和器材

四、实验内容

先将可调直流电压源的输出调节为6V，作为US1，用电压源的+12V输出作为US2，关闭电源。

然后按下图所示电路搭接实验线路，并将短路桥接入各支路中。

1、验证基尔霍夫电流定律（KCL）

打开电压源开关，用实验台提供的直流电流表依次测出电流I1、I2、I3，将实测数据记入表1中。

并根据ΣI=I1+I2－I3计算。

表1验证KCL的实验数据

I1（mA）

I2（mA）

I3（mA）

ΣI

理论计算值

实测数据

2、验证基尔霍夫电压定律（KVL）

打开电压源开关，用实验台提供的直流电压表或数字万用表的电压档依次

待测值 

仿真数据

读取电压表的读数，将读数填到表相应的表格中。

回路1（FADEF）

UFA（V）

UAD（V）

UDE（V）

UEF（V）

ΣU

回路2（BADCB）

UBA（V）

UDC（V）

UCB（V）

（9）实验完成后，将保存好的绘图文件另存到教师指定的位置，并结合实验数据完成实测量电压U1（V）U2（V）U3（V）U4（V）U5（V）U6（V）ΣU=?

（V）

二、注意事项

1、每个电路中均必须接有接地点，且与电路可靠连接（即接地点与电路的连接处有黑色的结点出现）。

2、改变电阻的阻值时，需要在Resistor（电阻）器件的元器件属性（ResistorProperties）对话框中选择Value/Resistance（R）选项，在其后的框中填写阻值，前一框为数值框，后一框为数量级框，填写时注意两个框的不同。

3、测量电压时应该把直流电压表并联在电路中进行测量，电路中电压表粗线接线端要与欲测电路的负极相连，另一个接线端则与欲测电路的正极相连，使用时应特别注意电压表的极性。

4、基于绘图美观的考虑，可将电压表通过工具栏中的“翻转”快捷键调整到与待测器件或电路平行的状态再连线。

5、电压表测量模式选择默认的直流模式，即在Voltmeter（电压表）器件的元器件属性（VoltmeterProperties）对话框中选择Value/mode/DC选项，另在Label/Label对话框中可为电压表命名。

6、绘制好的实验电路必须经认真检查后方可进行仿真。

若仿真出错或者实验结果明显偏离实际值，请停止仿真后仔细检查电路是否连线正确、接地点连接是否有误等情况，排除误点后再进行仿真，直到仿真正确、测量得到理想的读数。

7、在读取电压表的读数时，为消除网格线对读数的影响，可取消主菜单Circuit/SchematicOptions/Grid选项中的Showgrid，设置好后将看到绘图区中的网格线已消去，此时即可读数了。

8、记录到表格中的数据即电压表上显示的直接读数，“+”、“－”亦要保留。

9、文件保存时扩展名为“.designfile”。

关闭文件或proteus软件后想再次打开保存后的文件时，必须打开proteus软件后通过主菜单loaddesign。

三、实验拓展

1、在前述实验中通过电压表极性的摆放位置固定了U1、U2、U3、U4、U5、U6与参考方向是否相关，同学可通过改变电压表极性的位置而改变U1、U2、U3、U4、U5、U6与参考方向的相关性，再看看此时如何列写KVL方程，是否符合ΣU=0。

2、改变电源的内阻，请重验证一下基尔霍夫电流定律和电压定律是否还成立？

3、试着用电压表和电流表探针来测量相关数据，看看是否方便？

四、预习要求

1、认真复习基尔霍夫电压定律的基本理论。

2、明确实验内容及步骤。

五、思考题

1、基尔霍夫电压定律的内容是什么？

2、在验证基尔霍夫电压定律时，所测得的电压结果与基尔霍夫定律有不完全一致的情况，请问产生这种情况的主要原因是什么？

3、在直流电路中如何使用直流电压表，在使用直流电压表时应该注意什么？

六、实验报告

1、写出实验名称、实验目的、实验内容及步骤。

2、画出实验电路图。

3、填写表格

4、回答思考题。

七、给分标准

1、实验名称为0.5分。

2、实验目的为0.5分。

3、实验内容和步骤为4.0分。

4、图为2分，每个字符为0.1分。

5、表为1分，每个填空为0.2分。

6、思考题每道1分，思考题目每个0.5分。