基尔霍夫定律的验证.doc

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1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，它们分别用来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I 0，一般流出结点的电流取正号，流入结点的电流取负号；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U 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81所示。2检查、分析电路的简单故障电路常见的简单故障一般出现在连线或元件部分。连线部分的故障通常有连线接错，接触不良而造成的断路等；元件部分的故障通常有接错元件、元件值错，电源输出数值（电压或电流）错等。故障检查的方法是用用万用表（电压档或电阻档）或电压表在通电或断电状态下检查电路故障。（1）通电检查法：在接通电源的情况下，用万用表的电压档或电压表，根据电路工作原理，如果电路某两点应该有电压，电压表测不出电压，或某两点不应该有电压，而电压表测出了电压，或所测电压值与电路原理不符，则故障必然出现在此两点间。（2）断电检查法：在断开电源的情况下，用万用表的电阻档，根据电路工作原理，如果电路某两点应该导通而无电阻（或电阻极小），万用表测出开路（或电阻极大），或某两点应该开路（或电阻很大），而测得的结果为短路（或电阻极小），则故障必然出现在此两点间。本实验用电压表按通电检查法检查、分析电路的简单故障。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型为单独的MEL06组件，其余型号含在主控制屏上）2恒压源（EEL、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，030V可调或（2）双路030V可调。）3EEL30组件（含实验电路）或EEL53组件四实验内容实验电路如图81所示，图中的电源US1用恒压源中的6V（5V）输出端，US2用030V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）。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毫安表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑（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，表示电流流出结点，读数为，表示电流流入结点，然后根据图81中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表81中。表81 支路电流数据支路电流(mA)I1I2I3计算值测量值相对误差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82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（正）端，黑（负）接线端插入被测电压参考方向的低电位（负）端。表82 各元件电压数据各元件电压（V）US1US2UR1UR2UR3UR4UR5计算值（V）测量值（V）相对误差4检查、分析电路的简单故障（EEL型无此实验）在图81实验电路中，用选择开关已设置了开路、短路、元件值、电源值错误等故障，用电压表按通电检查法检查、分析电路的简单故障：首先用选择开关选择正常，在单电源作用下，测量各段电压，记入自拟的表格中，然后分别选择故障15，测量对应各段电压，与正常时的电压比较，并将分析结果记入表83中。表83 故障原因故障1故障2故障3故障4故障5五实验注意事项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。六预习与思考题1根据图81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82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81的电路中，A、D两结点的电流方程是否相同？为什么？3在图81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（KCL）的正确性；3根据实