实验一　电位、电压的测定及电路电位图的绘制

一、实验目的

　　1.验证电路中电位的相对性、电压的绝对性

2. 掌握电路电位图的绘制方法

二、原理说明

　　在一个闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而变，但任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点的变动而改变。

电位图是一种平面坐标一、四两象限内的折线图。其纵坐标为电位值，横坐标为各被测点。要制作某一电路的电位图，先以一定的顺序对电路中各被测点编号。以图1-1的电路为例，如图中的A～F, 并在坐标横轴上按顺序、均匀间隔标上A、B、C、D、E、F、A。再根据测得的各点电位值，在各点所在的垂直线上描点。用直线依次连接相邻两个电位点，即得该电路的电位图。

在电位图中，任意两个被测点的纵坐标值之差即为该两点之间的电压值。

　　在电路中电位参考点可任意选定。对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同的，但其各点电位变化的规律却是一样的。

三、实验设备

四、实验内容

利用DGJ-03实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，按图1-1接线。

 

1. 分别将两路直流稳压电源接入电路，令 U₁＝6V，U₂＝12V。（先调准输出电压值，再接入实验线路中。）

2. 以图1-1中的A点作为电位的参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位值φ及相邻两点之间的电压值U_AB、U_BC、U_CD、U_DE、U_EF及U_FA，数据列于表中。

3. 以D点作为参考点，重复实验内容2的测量，测得数据列于表中。

五、实验注意事项

　　1.本实验线路板系多个实验通用，本次实验中不使用电流插头。DG05上的K₃应拨向330Ω侧，三个故障按键均不得按下。

2. 测量电位时，用指针式万用表的直流电压档或用数字直流电压表测量时，用负表棒（黑色）接参考电位点，用正表棒（红色）接被测各点。若指针正向偏转或数显表显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）；若指针反向偏转或数显表显示负值，此时应调换万用表的表棒，然后读出数值，此时在电位值之前应加一负号（表明该点电位低于参考点电位）。数显表也可不调换表棒，直接读出负值。

六、思考题

　　若以F点为参考电位点，实验测得各点的电位值；现令E点作为参考电位点，试问此时各点的电位值应有何变化？

七、实验报告

1．根据实验数据，绘制两个电位图形，并对照观察各对应两点间的电压情况。两个电位图的参考点不同，但各点的相对顺序应一致，以便对照。

2. 完成数据表格中的计算，对误差作必要的分析。

3. 总结电位相对性和电压绝对性的结论。

4. 心得体会及其他。

第二篇：电位、电压的测定及电路电位图的绘制

电位、电压的测定及电路电位图的绘制

一．实验目的

1．学会测量电路中各点电位和电压的方法，理解电位的相对性和电压的绝对性；

2．学会电路电位图的测量、绘制方法；

3．掌握使用直流稳压电源、直流电压表的使用方法。

二．原理说明

在一个确定的闭合电路中，各点电位的大小视所选的电位参考点的不同而异，但任意两点之间的电压（即两点之间的电位差）则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。

若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位图，每一段直线段即表示该两点电位的变化情况。而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。

在电路中，电位参考点可任意选定，对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同，但其各点电位变化的规律却是一样的。

三．实验设备

1．直流数字电压表、直流数字毫安表（根据型号的不同，EEL—Ⅰ型为单独的MEL－06组件，其余型号含在主控制屏上）

2．恒压源（EEL—Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）＋6 V（+5V），＋12V，0～30V可调或（2）双路0～30V可调。）

3．EEL－30组件（含实验电路）或EEL－53组件

四．实验内容

实验电路如图7－1所示，图中的电源U_S1用恒压源中的＋6V（＋5V）输出端，U_S2用0～＋30V可调电源输出端，并将输出电压调到＋12V。

1．测量电路中各点电位

以图7－1中的A点作为电位参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位。

用电压表的黑笔端插入A点，红笔端分别插入B、C、D、E、F各点进行测量，数据记入表7－1中。

以D点作为电位参考点，重复上述步骤，测得数据记入表7－1中。

2．测量电路中相邻两点之间的电压值

在图7－1中，测量电压U_AB：将电压表的红笔端插入A点，黑笔端插入B点，读电压表读数，记入表7－1中。按同样方法测量U_BC、U_CD、U_DE、U_EF及U_FA，测量数据记入表7－1中。

表7－1  电路中各点电位和电压数据     单位：V

五．实验注意事项

1．EEL－30组件中的实验电路供多个实验通用，本次实验没有用到电流插头和插座。

2．实验电路中使用的电源U_S2用0～＋30V可调电源输出端，应将输出电压调到＋12V后，再接入电路中。并防止电源输出端短路。

3．使用数字直流电压表测量电位时，用黑笔端插入参考电位点，红笔端插入被测各点，若显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）；若显示负值，表明该点电位为负（即该点电位低于参考点电位）。

4．使用数字直流电压表测量电压时，红笔端插入被测电压参考方向的正（＋）端，黑笔端插入被测电压参考方向的负（－）端，若显示正值，则表明电压参考方向与实际方向一致；若显示负值，表明电压参考方向与实际方向相反。

五．预习与思考题

1．电位参考点不同，各点电位是否相同？任两点的电压是否相同，为什么？

2．在测量电位、电压时，为何数据前会出现±号，它们各表示什么意义？

3．什么是电位图形？不同的电位参考点电位图形是否相同？如何利用电位图形求出各点的电位和任意两点之间的电压。

六．实验报告要求

1．根据实验数据，分别绘制出电位参考点为A点和D点的两个电位图形。

2．根据电路参数计算出各点电位和相邻两点之间的电压值，与实验数据相比较，对误差作必要的分析。

3．回答思考题。