實(shí)驗(yàn)二基爾霍夫定律的驗(yàn)證

1、實(shí)驗(yàn)二:基爾霍夫定律的驗(yàn)證一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基爾霍夫電流定律和電壓定律,鞏固所學(xué)理論知識(shí)。2.加深對(duì)參考方向概念的理解。二.實(shí)驗(yàn)原理基爾霍夫定律是電路理論中最基本也是最重要的定律之一。它概括了電路中電流和電壓分別遵循的基本規(guī)律。它包括基爾霍夫電流定律(KCL和基爾霍夫電壓定律(KVL?；鶢柣舴蚬?jié)點(diǎn)電流定律:電路中任意時(shí)刻流進(jìn)(或流出任一節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和等于零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為: I =0此定律闡述了電路任一節(jié)點(diǎn)上各支路電流間的約束關(guān)系,這種關(guān)系,與各支路上元件的性質(zhì)無(wú)關(guān),不論元件是線性的或是非線性的,含源的或是無(wú)源的,時(shí)變的或時(shí)不變的?；鶢柣舴蚧芈冯妷憾?電路中任意時(shí)刻,沿任意閉

2、合回路,電壓的代數(shù)和等于零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為: U =0此定律闡述了任意閉合回路中電壓間的約束關(guān)系。這種關(guān)系僅與電路的結(jié)構(gòu)有關(guān),而與構(gòu)成回路的各元件的性質(zhì)無(wú)關(guān),不論這些元件是線性的或是非線性的,含源的或是無(wú)源的,時(shí)變的或時(shí)不變的。參考方向:KCL和KVL表達(dá)式中的電流和電壓都是代數(shù)量,它們除具有大小之外,還有方向,其方向是以它量值的正、負(fù)表示的。為研究問(wèn)題方便,人們通常在電路中假定一個(gè)方向?yàn)閰⒖?稱為參考方向,當(dāng)電路中的電流(或電壓的實(shí)際方向與參考方向相同時(shí)取正值,其實(shí)際方向與參考方向相反時(shí)取負(fù)值。例如,測(cè)量某節(jié)點(diǎn)各支路電流時(shí),可以設(shè)流入該節(jié)點(diǎn)的電流方向?yàn)閰⒖挤较?反之亦然。將電流表負(fù)極接到該節(jié)

3、點(diǎn)上,而將電流表的正極分別串入各條支路,當(dāng)電流表指針正向偏轉(zhuǎn)時(shí),說(shuō)明該支路電流是流入節(jié)點(diǎn)的,與參考方向相同,取其值為正;若指針?lè)聪蚱D(zhuǎn),說(shuō)明該支路電流是流出節(jié)點(diǎn)的,與參考方向相反,倒換電流表極性,再測(cè)量,取其值為負(fù)。測(cè)量某閉合電路各電壓時(shí),也應(yīng)假定某一繞行方向?yàn)閰⒖挤较?按繞行方向測(cè)量各電壓時(shí),若電壓表指針正向偏轉(zhuǎn),則該電壓取正值,反之取負(fù)值。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1. 驗(yàn)證基爾霍夫電流定律(KCL 本實(shí)驗(yàn)在直流電路單元板上進(jìn)行,按下圖接好線路。 圖中X 1、X 2、X 3、X 4、X 5、X 6為節(jié)點(diǎn)B 的三條支路電流測(cè)量接口,測(cè)量某支路電流時(shí),將電流表的兩支表筆接在該支路接口上,并將另兩個(gè)接口

4、用聯(lián)接導(dǎo)線短接。驗(yàn)證KCL 定律時(shí),可假定流入該節(jié)點(diǎn)的電流為正(反之也可,并將表筆負(fù)極接在節(jié)點(diǎn)接口上,表筆正極接到支路接口上。若指針正向偏轉(zhuǎn),則取為正值,若反向偏轉(zhuǎn),則倒換電流表筆正負(fù)極,重新讀數(shù),其值取負(fù),將測(cè)量的結(jié)果填入表4-1中。表4-1 2.驗(yàn)證基爾霍夫回路電壓定律(KVL 實(shí)驗(yàn)電路上圖相同,用聯(lián)接導(dǎo)線將三個(gè)電流接口短接,取兩個(gè)驗(yàn)證回路:回路1為ABEFA ,回路2為BCDEB 。用電壓表依次測(cè)取ABEFA回路中各支路電A10V18V 4301K X X X X壓U AB、U BE、U EF和U FA;BCDEB回路中各支路電壓U BC、U CD、U DE和U EB,將測(cè)量結(jié)果填入表4-2中。測(cè)量時(shí)可選順時(shí)針?lè)较驗(yàn)槔@行方向,并注意電壓表的指針偏轉(zhuǎn)方向及取值的正與負(fù)。表4-2 四.實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.雙路直流穩(wěn)壓電源一臺(tái);2.直流毫安表(TS-B-02一塊;3.直流電壓表(TS-B-06一塊;4.直流電路單元板(TS-B-28一塊;5.指針式萬(wàn)用表(MF-30型一塊;6.帶插頭導(dǎo)線若干。五.實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求1.利用表4-1和表4-2中的測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證基爾霍夫兩個(gè)定律。2.利用電路中所給數(shù)據(jù),通過(guò)電路定律計(jì)算各支路電壓和電流,并計(jì)算測(cè)量值與計(jì)算值之間的誤差,分析誤差產(chǎn)生的原因。3.回答下列思考題:(1已知某支路電流約