实验二基尔霍夫定律的验证(1).doc

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，巩固所学理论知识。2.加深对参考方向概念的理解。二.实验原理 基尔霍夫定律是电路理论中最基本也是最重要的定律之一。它概括了电路中电流和电压分别遵循的基本规律。它包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。 基尔霍夫节点电流定律：电路中任意时刻流进（或流出）任一节点的电流的代数和等于零。其数学表达式为： I 0此定律阐述了电路任一节点上各支路电流间的约束关系，这种关系，与各支路上元件的性质无关，不论元件是线性的或是非线性的，含源的或是无源的，时变的或时不变的。基尔霍夫回路电压定律：电路中任意时刻，沿任意闭合回路，电压的代数和等于零。其数学表达式为： U 0此定律阐述了任意闭合回路中电压间的约束关系。这种关系仅与电路的结构有关，而与构成回路的各元件的性质无关，不论这些元件是线性的或是非线性的，含源的或是无源的，时变的或时不变的。参考方向：KCL和KVL表达式中的电流和电压都是代数量，它们除具有大小之外，还有方向，其方向是以它量值的正、负表示的。为研究问题方便，人们通常在电路中假定一个方向为参考，称为参考方向，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。例如，测量某节点各支路电流时，可以设流入该节点的电流方向为参考方向（反之亦然）。将电流表负极接到该节点上，而将电流表的正极分别串入各条支路，当电流表指针正向偏转时，说明该支路电流是流入节点的，与参考方向相同，取其值为正；若指针反向偏转，说明该支路电流是流出节点的，与参考方向相反，倒换电流表极性，再测量，取其值为负。测量某闭合电路各电压时，也应假定某一绕行方向为参考方向，按绕行方向测量各电压时，若电压表指针正向偏转，则该电压取正值，反之取负值。三.实验内容及步骤1. 验证基尔霍夫电流定律（KCL）本实验在直流电路单元板上进行，按下图接好线路。图中X1、X2、X3、X4、X5、X6为节点B的三条支路电流测量接口，测量某支路电流时，将电流表的两支表笔接在该支路接口上，并将另两个接口用联接导线短接。验证KCL定律时，可假定流入该节点的电流为正（反之也可），并将表笔负极接在节点接口上，表笔正极接到支路接口上。若指针正向偏转，则取为正值，若反向偏转，则倒换电流表笔正负极，重新读数，其值取负，将测量的结果填入表41中。表41计算值测量值误 差I1（mA）I2（mA）I3（mA） I2.验证基尔霍夫回路电压定律（KVL）实验电路上图相同，用联接导线将三个电流接口短接，取两个验证回路：回路1为ABEFA，回路2为BCDEB。用电压表依次测取ABEFA回路中各支路电压UAB、UBE、UEF和UFA；BCDEB回路中各支路电压UBC、UCD 、UDE和UEB，将测量结果填入表42中。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。表42UABUBEUEFUFA回路UUBCUCDUDEUEB回路U计算值测量值误差四实验设备1双路直流稳压电源 一台；2直流毫安表（TS-B-02） 一块；3直流电压表（TS-B-06） 一块；4直流电路单元板（TS-B-28） 一块；5指针式万用表（MF-30型） 一块；6带插头导线若干。五实验报告及要求1.利用表41和表42中的测量结果验证基尔霍夫两个定律。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。3.回答下列思考题：（1）已知某支路电流约