基尔霍夫定理的验证

基尔霍夫定理的验证

一、实验目的：

1、学会自己设计简单电路（至少三电阻两节点两电源）。

2、通过实验验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律普遍性

的理解。

3、进一步学会使用万用表。

4、初步了解Multism软件的使用，学会绘制简单的电路图。

二、实验环境

元器件：电环电阻、导线

硬件基础：可调直流稳压电源、数字万用表、面包板

软件基础：Multisim软件

三、实验原理

1、基尔霍夫定律：

1）基尔霍夫电流定律（KCL

对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。

即刀1=0

2）基尔霍夫电压定律（KVL

在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。即刀

U=0

2、欧姆定律

即电阻与流过它的电流的乘积就是它两端的电压。

四、实验内容

1、设计实验电路并画出电路图；

3、用万用表检测电路中每个回路中各个电阻的电压和电源电压

并记录；

4、用万用表检测电路中流过各节点的各支路的电流并记录；

5、运用记录下的数据验证基尔霍夫定律；

五、实验过程

1.对万用表进行自检，检查各种元件和仪器是否良好，并分别

将两个电源调至5V和12V;

2.按照所做电路图在面包板上用电阻和导线连接，并将电源接

入电路；

3.打开电源开关，用万用表测量各支路电流、各电阻的阻值以

及电压并记录；

4.分析数据并得出结论；

电路图如下：

------------------ ----------------- 1-------------------- ----------------

3-61 kQ

六、数据记录与分析

以图中箭头所示为电流与电压的参考方向（本图也是实际方向）

1.四环电阻和五环电阻的读数

R1:棕蓝黑棕金，理论数据3.6k Q，实际读数为3.61k Q

R2:棕黑黑黑棕，理论数据100Q，实际值为105.9Q

R3:棕黑黑棕棕，理论数据1k Q，实际读数为1k Q

2.测量时要将万用表的正表笔和负表笔分别与电路图的正负

相对应，若结果为负说明参考方向与实际方向相反；

3.另外由于硬件原因，电压实际输出并不是5V和12V,而是

4.5V 和11.96V;

七、基尔霍夫定律的验证

1、关于KCL的验证

图中只有一个节点，流进的电流减流出的电流得到的代

数值应为0,而实际结果为0.92mA +10.84mA -11.77mA

=-0.01mA,误差在允许范围内，可以证明KCL公式的成

立。

2、关于KVL的验证

KVL即任一回路中的压降的代数和为零（按照参考方

向），

对于左回路，压降为3.34V +1.16V -4.5V=0完全成立；

对于右回路，压降为1.16V +10.8V -11.96V=0完全成立;

八、实验总结

实验结果误差很小，当然与实际测量了电压有一定关系，以5V为下限的输出电压实际输出确是 4.5V,这一点必须亲自动手测

量才能知道。在测量基本正确电路又设计良好的情况下，在误差

允许范围内，基尔霍夫定律验证还是被很成功的验证。

这次的实验相对而言比较好理解，容易掌握，但是我觉得这是我们自己设计电路的开始，千里之行，始于足下，这次的实验

对我们以后的电路设计起了一个很好的开头。