電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、基爾霍夫定律和疊加定理的驗(yàn)證組長：波 組員：袁怡 依林 王群 梁澤宇 勛一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基爾霍夫電流定律和電壓定律加深對(duì)“節(jié)點(diǎn) 電流代數(shù)和及“回路電壓代數(shù)和的概念的理解；通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證疊 加定理，加深對(duì)線性電路中可加性的認(rèn)識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)原理 基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律 KCL ：在集總電路中，任何時(shí)刻，對(duì)任一 結(jié)點(diǎn)，所有流出結(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于0。 基爾霍夫回路電壓定律 KVL: 在集總電路中， 任何時(shí)刻， 沿任一回 路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于 0。 疊加定理： 在線性電阻電路中， 某處電壓或電流都是電路中各個(gè)獨(dú) 立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該處分別產(chǎn)生的電壓或電流的疊加。三、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備儀

2、器準(zhǔn)備1. 030V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源2. 士 15V直流穩(wěn)壓電源3. 200mA可調(diào)恒流源4. 電阻5. 交直流電壓電流表6. 實(shí)驗(yàn)電路板7. 導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)電路圖設(shè)計(jì)簡圖A RiERa CR3DEF四、實(shí)驗(yàn)步驟及容1、啟動(dòng)儀器總電源，連通整個(gè)電路，分別用導(dǎo)線給電路中加上直流電壓 Ui=15v， L2=10vo2、先大致計(jì)算好電路中的電流和電壓，同時(shí)調(diào)好各電表量程。3、 依次用直流電壓表測出電阻電壓LAb、LBe、LEd,并記錄好電壓 表讀數(shù)。4、 再換用電流表分別測出支路電流I 1、I 2、I 3,并記錄好電流讀 數(shù)。5、 然后斷開電壓U，用直流電壓表測出電阻電壓 Ube,用電流表分 別測出支路電

3、流I' 1并記錄好電壓表讀數(shù)。6、 然后斷開電壓U,接通電壓L2,用直流電壓表測出電阻電壓 U、be, 用電流表分別測出支路電流I '、i并記錄好電壓表讀數(shù)。7、實(shí)驗(yàn)完畢，將各器材整理并收拾好，放回原處。實(shí)驗(yàn)過程輯錄圖 1 測出 UAB=4.42v圖 3 測出 UED=4.42v圖 7 測出 U bE=4.04v圖 8 測出 U、be=2.13v附注：以上只是展示了測量過程中的主要容，以確保實(shí)驗(yàn)是該組獨(dú)立自主完成。五、數(shù)據(jù)處理基爾霍夫定律驗(yàn)證數(shù)據(jù)表工程次數(shù) 'I 1I 2I 3UAbUbeUEd112.879.383.474.426.144.42212.388.963.

4、324.436.124.42疊加定律的驗(yàn)證工程次數(shù)I 21、21、2UbeU BEU BE19.326.103.216.174.042.1329.346.053.256.144.032.15六、數(shù)據(jù)及誤差分析在驗(yàn)證基爾霍夫電流定律時(shí)，共測量了兩組數(shù)據(jù)，由實(shí)驗(yàn)原理 知，I 1= I 2+ I 3那么說明實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證成功，在兩次測量中，理論值I 1= I 2 + I 3=9.38+3.47=12.85，而實(shí)際測量值為I、1 = 12.87，存在相對(duì)誤 差，8=0.16%,同理第二組數(shù)據(jù)中的相對(duì)誤差e2=0.81%。由于在實(shí)際過程中。真值是個(gè)理想狀態(tài)，所以常用平均值來代替實(shí)際數(shù)據(jù)分析I 1A = I 2

5、八+I3 八=9.17+3.40=12.57。而實(shí)際值 14=12.63，相對(duì)誤差e3=0.48%。在驗(yàn)證基爾霍夫電壓定律時(shí)，同樣共測量了兩組 數(shù)據(jù)。由原理知電源電壓 U1=LAb+ Ube+UEd ,那么實(shí)際驗(yàn)證了定理的可靠 性，同樣我們可以算出前后兩次測得的實(shí)際電壓Ui,U、1分別為14.98 , 14.97,相對(duì)誤差依次為e4=0.13%,e 5=0.2%,假設(shè)以平均值作為 真值，那么相對(duì)誤差計(jì)算得 e6=0.17%。在驗(yàn)證疊加定理時(shí)，我們以支路電流 丨2,電壓UBe為研究對(duì)象， 如果電源未單獨(dú)作用時(shí)的電流 丨2、電壓LBe分別等于單獨(dú)作用時(shí)I、2 + I 2, U BE+ U BE,那

6、么實(shí)驗(yàn)得證。前后兩次測量中理論的UBE分別為6.17,6.18，實(shí)際值為 6.17,6.14，相對(duì)誤差 a i=0,a 2=0.65%,理論的丨2分別為9.31,9.30，實(shí)際值分別為9.32,9.34，相對(duì)誤差a 3=0.11%,a 4=0.43%,假設(shè)以平均值作為丨2、UBe真值，此時(shí)相對(duì)誤 差分別為 a 5=0.27%，a 6=0。我們知道誤差來源通?？梢愿爬?3類：系統(tǒng)誤差、偶然誤差、 粗大誤差?；趯?duì)以上數(shù)據(jù)的分析我們不難發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)事實(shí)： 1、 無論是電壓或電流, 在裝置未變的情況下, 同一個(gè)物理量在兩次測得 的值是不同的； 2、每次試驗(yàn)的相對(duì)誤差較小,根本上能滿足對(duì)試驗(yàn) 原理的

7、驗(yàn)證； 3、基于平均值計(jì)算所得的相對(duì)誤差位于每組數(shù)據(jù)直接 計(jì)算所得相對(duì)誤差之間； 4、隨著試驗(yàn)次數(shù)的增多,每個(gè)物理量的值 將越來越趨近與平均值。我們在仔細(xì)分析試驗(yàn)結(jié)果后,覺得造本錢小組試驗(yàn)誤差的原因 歸結(jié)如下： 導(dǎo)線、開關(guān)等元器件之間可能有較大電阻； 儀器精度不夠, 存在示數(shù)誤差,只有兩位小數(shù)；存在計(jì)算誤差,數(shù)據(jù)在未除盡時(shí),保 留有效數(shù)字出了錯(cuò)誤；測量次數(shù)太少,顯得說服力不強(qiáng)；理論計(jì)算方 法不對(duì),應(yīng)該用每個(gè)物理量的平均值作為理論值參與計(jì)算。減少誤差的改良建議：日常做好器材保養(yǎng),實(shí)驗(yàn)時(shí)保證電路連 接良好,在數(shù)據(jù)收集與處理時(shí),要屢次試驗(yàn),結(jié)果呈現(xiàn)時(shí),用平均值 計(jì)算,平衡誤差,有時(shí)還可借助圖像來擬合分析。 七、實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)和體會(huì)原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作為大學(xué)工科類實(shí)驗(yàn)最為根底的一類實(shí)驗(yàn), 然而 卻能很好地反映一個(gè)工科生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)與思維, 不僅僅是動(dòng)手操作能 力。在本次實(shí)驗(yàn)中，我們小組六人初次實(shí)驗(yàn)并不順利，主要是