实验2.1基尔霍夫定律与电位的实验报告.docVIP

实验2.1 基尔霍夫定律与电位的测定一、实验名称：基尔霍夫定律与电位的测定二、实验任务及目的1.基本实验任务学习直流电路中电压、电流的测量方法；验证基尔霍夫电流、电压定律；测量电路中各点的电位。2.扩展实验任务学习判断故障原因和排除简单故障的方法。3.实验目的验证和理解基尔霍夫定律；学习电压、电流的的测量方法；学习电位的测量方法，用实验证明电位的相对性、电压的绝对性。三、实验原理及电路1.实验原理R1 R2R3+US1+US2EA*1*2*3BDCI1I2I3图2.1.1 基尔霍夫定律实验电路FR4R5基尔霍夫定律。基尔霍夫电流定律（KCL）：对电路中的任一节点，各支路电流的代数和等于零，即。基尔霍夫电压定律（KVL）：对任何一个闭合电路，沿闭合回路的电压降的代数和为零，即。2.实验电路四、实验仪器及器件1.实验仪器双路直流稳压电源1台，使用正常（双路输出电压是否正确而稳定）；直流电流表1台，使用正常（读数是否正确）；万用表1台，使用正常（显示是否正确而稳定）。2.实验器件电流插孔3个，使用正常（不接电流表时，是否电阻为零）；100/2W电阻2个，200/2W电阻1个，300/2W电阻1个，470/2W电阻1个，使用正常。五、实验方案与步骤简述1.用万用表直流电压档监测，调节直流稳压电源两路输出分别为16V和8V。2.按图2.1.1接线，根据计算值，选择电流表、万用表合适量程，测量并记录实验数据。六、实验数据1.基本实验内容图2.1.2 基尔霍夫定律multism11仿真图表2.1.1 验证基尔霍夫定律数据记录及计算项目I1I2I3IUABUBEUEFUFAUUBCUCDUDEUEBU(mA)(V)(V)仿真值17- 52207.8336.51.667- 160- 18- 0.5- 6.50测量值误差%图2.1.3 分别以E、B为参考点电位、电压测量multism11仿真图表2.1.2 电位、电压测量数据记录及计算项目VAVBVCVDVEVFUABUBCUCDUBEUDEUEFUFAUAD（V）（V）参考点E仿真值14.3336.57.5- 0.50- 1.6677.833- 186.5- 0.51.667- 1614.833参考点E测量值误差%参考点B仿真值7.83301- 7- 6.5- 8.1677.833- 186.5- 0.51.667- 1614.833参考点B测量值误差%2.扩展实验内容分析扩展试验任务中常见故障原因。（1)通电后电路不能工作，任何部分都测不到电压或电流。故障原因：电源故障或电源输入接口接触不良。（2）通电后电路或仪表某部分冒烟，有异味以及发烫等。故障原因：电路短路。（3）某一部分无电压或电流，其他部分的电压电流与理论值不符。故障原因：电路连接错误，某支路开路。（4）将电压表的表笔放至电路上后，电压表无指示。故障原因：表笔没插好，接触不良。（5）将电流表接入电路，表针打坏，表头烧毁。故障原因：电流表并联在待测电路两端。（6）指针式电压、电流表反向偏转，不能读出正确数值。故障原因：电压、电流实际方向与指针式电压、电流表表笔所接方向相反。（7）电压、电流表指针偏转角度很小，不能读出正确数值。故障原因：电压、电流表量程选择过大。七、实验数据分析1.依据实验结果，进行分析比较，验证基尔霍夫定律的正确性。基尔霍夫电流定律：根据图2.1.1电路中所标明的参考方向，有I1-I2-I3=0，代入实际数据17mA-（-5mA）-22mA=0，即，得证。基尔霍夫电压定律：根据图2.1.1电路中所标明的参考方向，有UAB+UBE+UEF+UFA=0，代入实际数据7.833V+6.5V+1.667V+(-16V)=0,即，得证。2.依据实验结果，分析电压和电位的关系。例如以E为参考点，VA=14.33V，UAB=7.833V；以B为参考点，VA=7.833V，UAB=7.833V。可见，电位值的大小与参考点的选取有关，具有相对性。而两点间的电压值与参考点无关，具有绝对性。3.误差分析误差见测试数据表格中，最大误差为XX。4.产生误差的原因（1）测量仪器的精确度。3 3/4位万用表（最大量程3999），基本直流精度0.05%；电流表（我国电工仪表分0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级）。（2）待测电路器件的精度。电路采用E24系列电阻，精度为5%（3）测量方法。选取合适量程和正确读数。5.减小误差的措施（1）从测量仪器上，正确使用和读数。（2）从电路器件上，简化电路连线。（3）从测量方法上，多次测量取平均值。八、存在问题的分析与处理1.实验中遇到的问题与处理略九、实验的收获和体会验证了基尔霍夫定律，证明了电位的相对性和电压的绝对性，学习了直流电