实验二 基尔霍夫定律的验证
一、实验目的
1. 通过实验验证基尔霍夫电流定律和电压定律
2. 加深理解“节点电流代数和”及“回路电压代数和”的概念
3. 加深对参考方向概念的理解
二、原理
基尔霍夫节点电流定律
基尔霍夫回路电压定律
参考方向:
当电路中的电流(或电压)的实际方向与参考方向相同时取正值,其实际方向与参考方向相反时取负值。
三、实验仪器和器材
1. 0-30V可调直流稳压电源
2. +15直流稳压电源
3. 200mA可调恒流源
4. 电阻
5. 交直流电压电流表
6. 实验电路板
7. 短接桥
8. 导线
四、实验内容及步骤
1. 验证基尔霍夫电流定律(KCL)
可假定流入该节点的电流为正(反之也可),并将电流表负极接在节点接口上,电流表正极接到支路接口上进行测量。测量结果如2-1所示。
表2-1 验证基尔霍夫电流定律
图2-1
2. 验证基尔霍夫回路电压定律(KVL)
用短接桥将三个电流接口短接 ,测量时可选顺时针方向为绕行方向,并注意电压表的指针偏转方向及取值的正与负,测量结果如表2-2所示。
表2-2 验证基尔霍夫电压定律
图2-2
五、思考题
1. 利用表2-1和表2-2中的测量结果验证基尔霍夫两个定律。
由表2-1对B结点=0,说明基尔霍夫电流定律成立。 由表2-2对ABEF和BCDF=0,说明基尔霍夫电压定律成立。
2. 利用电路中所给数据,通过电路定律计算各支路电压和电流,并计算测量值与计算值之间的误差,分析误差产生的原因。
答:导线存在电阻。
3. 回答下列问题
(1)已知某支路电流约为3mA,现有一电流表分别有20mA、200mA和2A三挡量程,你将使用电流表的哪档量程进行测量?为什么?
答:用20mA量程测量。可以提高精确度。
(2)改变电流或电压的参考方向,对验证基尔霍夫定律有影响吗?为什么?
答:无影响。不论电流参考方向如何选取,得到电流的实际方向都是一定的,既参考方向的选取不会影响电流实际方向,因此不会影响基尔霍夫定律的验证。
第二篇:基尔霍夫定律的验证(含数据)
实验三 基尔霍夫定律的验证
一 实验目的
1、 掌握正确的电路的连接方法
2、了解基尔霍夫电压定律及电流定律的基本概念与原理
3、读数操作比较多,通过实验能培养细致的、严谨的实验作风
二 实验仪器
电工实验台
三 实验原理
1.相关定义:
支路:电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流,称为支路电流。 结点:三条或三条以上支路的联接点。
回路:由支路组成的闭合路径。
网孔:内部不含支路的回路。
2.基尔霍夫电流定律(KCL定律)
定律内容:在任一瞬间,流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。 即: ?I入= ?I出 或: ?I= 0
实质: 电流连续性的体现。
基尔霍夫电流定律(KCL)反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。
3.基尔霍夫电压定律(KVL定律) 定律内容:在任一瞬间,从回路中任一点出发,沿回路循行一周,回路中电压上升值与下降值相等。即在任一瞬间,沿任一回路循环方向,回路中各段电压的代数和恒等于零。
基尔霍夫电压定律(KVL) 反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。
四 实验步骤
(1)电路如图连接;
(2)US1、US2取12V,10V, 分别取c点、e点位参考点测量并计算a、b、c、d、e、f各点电势及ab、bc、cd、da、af、fe、de间的电压,并记录入表一,取a点验证KCL定律;
(3)US1、US2取6V,12V,按表二测量数据,取U1、U3、U4、US1验证KVL定律。
I1
I2
+ U1 - + Us1 -
510Ω
- U2 +
+ Us2 -
330Ω
五 数据及处理
表一验证KCL定律数据表
分析:
KCL定律:定律内容:在任一瞬间,流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。
即: ?I入= ?I出 或: ?I= 0
例如:在a点有I1+I2=I3
表二 验证KVL定律数据表
分析:
KVL定律:在任一瞬间,从回路中任一点出发,沿回路循行一周,回路中电压上升值与下降值相等。即在任一瞬间,沿任一回路循环方向,回路中各段电压的代数和恒等于零。例如:U1+U3+U4=US1