基尔霍夫定律的验证 一、实验目的： 1．用实验的方法验证基尔霍夫定律以提高对定理的理解和应用能力。 2．通过实验加深对电位、电压与参考点之间关系的理3．通过实验加深对电路参考方向的掌握和运用能力。
二、实验原理： 1．基尔霍夫电流、电压定律：在任一时刻，流出（流入）集中参数电路中任一节点电流的代数和等于零；集中参数电路中任一回路上全部组件端对电压代数和等于零。 KCL: ∑i=0 KVL: ∑u=0 2．电位与电压：电路中的参考点选择不同，各节点的电位也相应改变，但任意两点的电压（电位差）不变，即任意两点的电压与参考点的选择无关。 三、实验器材： 1.万用电表 2.电阻箱 3.双路稳压电源 4.电阻
四、实验步骤： 1.验证基尔霍夫定理 1）实验电路图 E ＋ 6V － 12V R5:330Ω R4:510Ω R2:1K R1:510Ω R3 510Ω D C F I1 A I3 I2 B E1 E2
实验电路板
2）、实验步骤 （1）、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图所示。 （2）、分别将两路直流稳压电源接入电路（一路E1为+6V、+12V切换电源，另一路E2为0～30V可调直流稳压源），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直流数字毫安表的“＋、－”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路电源及电阻元件上的电压值，并记录之。 3）、实验记录
分别以节点b和d为参考点，测量abcd各节点电位，计算电压值。 不同参考点的电位与电压 被测量 I1（mA） I2(mA) I3(mA) E1(V) E2(V) UFA(V) UAB(V) UAD(V) UCD(V) UDE(V) 计算值 测量值 相对误差 2.不同参考点点位的研究 分别以节点b和d为参考点，测量abcd各节点电位，计算电压值。 不同参考点的电位与电压 参考 节点 测量值/V 计算值/V Va Vb Vc Vd Uab Ubc Ucd Uda Uac Ubd b d
要点解说： UAB下标的意思是默认电压参考方向是A—B,也就是说A点电位高于B点电位，如果测得值为正值，则说明我们判断的方向和实际电压方向是一致的，如果为负值说明判断方向与实际方向相反。 电压表测量时，正负极对应前后下标，如UAB，那么我们测量时电压表正极接A点，负极接B点。 那么对于电位测量来说，零电位参考点应该接电压表的负极。如以b点位参考点，电压表的负极应该接b点，正极可测得其他点相对于b点的电位。但两点之间电位差不变。即 Va-Vb= UAB
以b点为参考点测量a点电位 测量UAB
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（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。 4、当参考点选定后，节点电压便随之确定，这是节点电压的单值性；当参考点改变时，各节点电压均改变相对量值，这是节点电压的相对性。但各节点间电压的大小和极性应保持不变。
六、预习要求 1．复习实验中所用到的相关定理、定律和有关概念，领会其基本要点。 2．熟悉电路实验装置，预习实验中所用到的实验仪器的使用方法及注意事项。 3．根据实验电路计算所要求测试的理论数据，填入表中。 七、实验报告 1、根据实验数据，进行分析、比较、归纳、总结实验结论，验证线性电路的基尔霍夫定律。 2、各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并作结论。 3、计算理论值，并与实测值比较，计算误差并分析误差原因。 4．实验报告要整齐、全面，包含全部实验内容。 5．对实验中出现的一些问题进行讨论。