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1、 1 实验实验 2.1 基尔霍夫定律与电位的测定基尔霍夫定律与电位的测定 一、一、实验名称实验名称：基尔霍夫定律与电位的测定 二二、实验、实验任务及任务及目的目的 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。 三三、实验、实验原理及电路原理及电路 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
2、 = 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 四四、实验、实验仪器及器件仪器及器件 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。 五五、实验方案与步骤实验方案与步骤简述简
3、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。 R1 R2 R3 + US1 + US2 E A *1 *2 *3 B D C I1 I2 I3 图 2.1.1 基尔霍夫定律实验电路 F R4 R5 2 六、六、实验数据实验数据 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 项目项目 I1 I2 I3 I I UAB UBE UEF UFA U UBC UCD UDE UEB U (mA) (
4、V)(V) (V)(V) 仿真仿真值值 1 17 7 - - 5 5 2222 0 0 7.8337.833 6.56.5 1.6671.667 - - 1616 0 0 - - 1 1 8 8 - - 0.50.5 - - 6.56.5 0 0 测量值测量值 误差误差% % 图 2.1.3 分别以 E、B 为参考点电位、电压测量 multism11 仿真图 3 表 2.1.2 电位、电压测量数据记录及计算 项目项目 VA VB VC VD VE VF UAB UBC UCD UBE UDE UEF UFA UAD （V V） （V V） 参考点参考点 E 仿真仿真值值 14.33314.33
5、3 6.56.5 7.57.5 - - 0.50.5 0 0 - - 1.1.667667 7.8337.833 - - 1 1 8 8 6.56.5 - - 0.50.5 1.6671.667 - - 1616 14.8314.833 3 参考点参考点 E 测量值测量值 误差误差% % 参考点参考点 B B 仿真仿真值值 7.8337.833 0 0 1 1 - - 7 7 - - 6.56.5 - - 8.1678.167 7.8337.833 - - 1 1 8 8 6.56.5 - - 0.50.5 1.6671.667 - - 1616 14.83314.833 参考点参考点 B B
6、 测量测量值值 误差误差% % 2.2.扩展实验扩展实验内容内容 分析扩展试验任务中常见故障原因。 （1)1)通电后电路不能工作，任何部分都通电后电路不能工作，任何部分都测不到电压或电流。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 2）通电后电路或仪表某部分冒烟，有异味）通电后电路或仪表某部分冒烟，有异味以及发烫以及发烫等。等。 故障原因：电路短路。 （3 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。）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 4）将电压表的表笔放至电路上后，电压表无指示。）将电压
7、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 5）将电流表接入电路，表针打坏，表头烧毁。）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 6）指针式电压、电流表反向偏转，不能读出正确数值。）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 7）电压、电流表指针偏转角度很小，不能读出正）电压、电流表指针偏转角度很小，不能读出正确数值。确数值。 故障原因：电压、电流表量程选择过大。 七七、实验实验数据数据分析分析 1.1.依据实验结果，进行分析比较，验证基尔霍
8、夫定律的正确性。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 = 0I ，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 = 0U ，得证。 2.2.依据实验结果，分析电压和电位的关系。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
9、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。 3.3.误差分析误差分析 误差见测试数据表格中，最大误差为 XX。 4.4.产生误差的原因产生误差的原因 （1 1）测量仪器的测量仪器的精确度。精确度。 3 3 3/43/4 位位万用表万用表（最大量程（最大量程 3993999 9） ，基本直流精基本直流精度度 0.05%0.05%；电流表（；电流表（我国电工仪表分我国电工仪表分 0.10.1，0.20.2， 0.50.5，1.01.0，1.51.5，2.52.5，5.05.0 七个等级七个等级） 。
10、 4 （2 2）待测电路器件的精度）待测电路器件的精度。 电路采用电路采用 E24E24 系列电阻，精度为系列电阻，精度为 5%5% （3 3）测量方法测量方法。 选取合适量程和正确读数。选取合适量程和正确读数。 5.5.减小误差的措施减小误差的措施 （1 1）从测量仪器上，正确使用和读数。从测量仪器上，正确使用和读数。 （2 2）从电路器件上，简化电路连线。）从电路器件上，简化电路连线。 （3 3）从测量方法上，）从测量方法上，多次测量取平均值多次测量取平均值。 八八、存在问题的分析与处理、存在问题的分析与处理 1.实验中遇到的问题与处理 略 九九、实验的收获和体会实验的收获和体会 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。 说明说明：以上：以上 9 9 部分都齐全部分都齐全 A+A+=95=95 分分；无扩展内容最多；无扩展内容最多 B+B+=80=80 分分；即即无误差分析无误差分析又又无总结无总结 B B- -=70=70 分分；I I、 UU 不近似为不近似为 0 0、参考点电位不为、参考点电位不为 0 0 等数据错误以及抄袭等数据错误以及抄袭最多最多给给 C C=60=60 分分。
