实验2.1基尔霍夫定律与电位的实验报告

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

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

∑=0I 。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∑=0U 。

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）；100Ω/2W 电阻2个，200Ω/2W 电阻1个，300Ω/2W 电阻1个，470Ω/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。

E

D

图2.1.1 基尔霍夫定律实验电路

F

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

I1I2I3∑I U AB U BE U EF U FA∑U U BC U CD U DE U EB∑U 项目

(mA)(V) (V)

仿真值17 - 5 22 07.833 6.5 1.667 -16 0- 1 8 - 0.5 - 6.5 0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

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∑=0

I

，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U AB+U BE+U EF+U FA=0，代入实际数据

7.833V+6.5V+1.667V+(-16V)=0,即∑=0

U

，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，V A=14.33V，U AB=7.833V；以B为参考点，V A=7.833V，U AB=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，学习了直流电路中电压电流的测量和故障排除，等等。

说明：以上9部分都齐全A+=95分；无扩展内容最多B+=80分；即无误差分析又无总结B-=70分；∑I、∑U不近似为0、参考点电位不为0等数据错误以及抄袭最多给C=60分。