实验一   基尔霍夫定律的验证实验

                                  

一．实验目的

1.      通过实验验证基尔霍夫电流、电压定律，加深对定律的理解，巩固所学知识。

2.      掌握workbench软件在电路分析仿真中的基本操作。

3.      掌握workbench软件中基本虚拟仪器的使用方法。

二．实验原理

1.基尔霍夫电流定律，简写为KCL，可文字表述为：

     对于任一集总电路中的任一节点，在任一时刻，流出（或流进）该节点的所有支路电流的代数和为零。

     即对于节点1，有：

                                                                        

2.基尔霍夫电压定律，简写为KVL，可文字表述为：

     对于任一集总电路的任一回路，在任一时刻，沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。

    

三．实验过程

  1.根据电路图在workbench软件中做出电路模型(如下图所示)。

2.开关打开，开始显示并记录有关数据(如下图中所示)。

3.根据实验结果分析。

图1中：对于节点1，流进的电流1.999A等于流出的电流之和（1.500A+499.9mA）,因而验证了KCL定律的正确性。

图 2 中：回路1：6V+3V+2V=11V恰好等于电源电压11V；

         回路2:6V+5V=11V恰好等于电源电压11V；

         回路3:3V+2V-5v=0V

         3个回路各自满足KVL定律，因为验证了它的正确性。

四．实验电路图

图1

图2：

五．实验心得

    通过本次实验，我对电路实验有了初步的了解，体会到了电路的神奇与奥妙。

进一步学习了基尔霍夫定律和叠加定理的应用，根据所画原理图，连接好实际电路，测量出实验数据，经计算实验结果均在误差范围内，说明该实验做的成功。也深刻地理解了基尔霍夫电压和电流定律，巩固了课堂中所学的知识。对于KCL,KVL的原理以及它们的运用有了更深入的认识。我认为这两个实验的实验原理还是比较简单的，但实际操作起来并不是很简单，至少我觉得那些行行色色的导线就足以把你绕花眼，所以我想说这个实验不仅仅是对你所学知识掌握情况的考察，更是对你的耐心和眼力的一种考验。

由于这是电路分析的第一次实验，难免遇到了不少问题:

（1）workbench软件在电路分析仿真中的基本使用方法？

（2）workbench软件中基本虚拟仪器的使用方法？

（3）电流，电压的方向如何确定？

（4）连线总是练完一条，另一条不见了。

针对上面的问题，经过认真思考和反复实验，我是这样解决的：

（1）（2）通过查阅实验指导书和请教老师同学，对软件的基本使用有了一定的认识，经过多次实验，基本掌握了软件中基本仪器的使用。

（3）电压、电流表的矩形表示框中有一边特别粗，那就是电流、电压流出的方向。

（4）多试几次基本掌握诀窍，电路图画大一点，可以有效解决这个问题。

本次实验懂得了许多，但也存在许多不足，希望在以后的实验中能得到改善。

第二篇：实验一 基尔霍夫定律的验证

实验一  基尔霍夫定律的验证

一．实验目的

1．验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律的理解。

2．掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。

3．学习检查、分析电路简单故障的能力。

二．原理说明

基尔霍夫定律：

基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，它们分别描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有ΣI ＝0。一般流出结点的电流取负号，流入结点的电流取正号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有ΣU ＝0，一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。

在实验前，必须设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向一致，见图3－1所示。

三．实验设备

1．直流数字电压表、直流数字电流表；

2．恒压源（双路0～30V可调）；

3．EEL－53组件。

四．实验内容

实验电路如图3－1所示，图中的电源U_S1用恒压源I路0～＋30V可调电压输出端，并将输出电压调到＋6V，U_S2用恒压源II路0～＋30V可调电压输出端，并将输出电压调到＋12V（以直流数字电压表读数为准）。开关S₁ 投向U_S1 侧，开关S₂ 投向U_S2 侧，开关S₃ 投向R₅侧。

实验前先设定三条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。

1．熟悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字电流表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字电流表的黑（负）接线端。

2．测量支路电流

将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值。按规定：在结点A，电流表读数为‘＋’，表示电流流入结点，读数为‘－’，表示电流流出结点，然后根据图3－1中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表3－1中。

表3－1   支路电流数据

3．测量元件电压

用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值，将数据记入表3－2中。测量时电压表的红（正）接线端应插入被测电压参考方向的高电位端，黑（负）接线端插入被测电压参考方向的低电位端。

表3－2 各元件电压数据

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而损坏设备（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。

六．预习与思考题

1．根据图3－1的电路参数，计算出待测的电流I₁、I₂、I₃和各电阻上的电压值，记入表3－2中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程；

2．在图3－1的电路中，A、D两结点的电流方程是否相同？为什么？

3．在图3－1的电路中可以列几个电压方程？它们与绕行方向有无关系？

4．实验中，若用指针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．实验报告要求

1．回答思考题。

2．根据实验数据，选定实验电路中的任一个结点，验证基尔霍夫电流定律（KVL）的正确性。

3．根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证基尔霍夫电压定律（KCL）的正确性。

4．列出求解电压U_EA和U_CA的电压方程，并根据实验数据求出它们的数值。

5．写出实验中检查、分析电路故障的方法，总结查找故障的体会。