实验1-基尔霍夫定律与电位测定-实验报告

实验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

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。

扩展实验任务

学习判断故障原因和排除简单故障的方法。

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以及电压的绝对性。

三、 实验原理及电路

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。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。

实验电路

图1.1 基尔霍夫定律实验电路

四、实验环境

实验仪器

双路直流稳压电源1台，直流电流表1台，万用表1台。

实验器件

电流插孔 3个，100Q /2W电阻2个，200 Q /2W电阻1个，300 Q /2W电阻1个，470 Q /2W电阻1个。

仿真软件

NI Multisim

五、实验方案与步骤简述

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。

按图1.1接线，根据理论计算值，选择电流表、万用表合适量程，测量并记录实验数据。

六、实验数据

基本实验内容

（1）验证基尔霍夫电流定律。

R1U1R1

-AAAf

470 Q470 QU2BDC 1e-009Ohm200 QR2 ■AA/V 200 QR2+AU3+

R1

U1

R1

-AAAf

470 Q

470 Q

U2

B

DC 1e-009Ohm

200 Q

R2 ■AA/V 200 Q

R2

+

A

U3

+

DC 1e-0090hm

V1

16 V

DC

V2

8 V

1e-009Ohm

R3

300 Q

R5AA/V100 QR4

R5

AA/V

100 Q

图1.2 验证基尔霍夫电流定律仿真图

表1.1 验证基尔霍夫电流定律数据

项目

l1(mA)

b(mA)

b(mA)

刀 I (mA)

仿真值

测量值

误差值（%

（2）验证基尔霍夫电压定律。

U1

+

DC lOMOhm

R1

R1

■A/W

470 Q

B R2

wv

200 Q

U4

DC lOMOhm

——16 V

V1

U2

DC lOMOhm

R3

300 Q

V2

8 V

R4■AAA,100 QU3DC 10MOhmDC 10MOhmU1R1

■A/W

470 QR2

ww200 QU4U2V1

R4

■AAA,

100 Q

U3

DC 10MOhm

DC 10MOhm

U1

R1

■A/W

470 Q

R2

ww

200 Q

U4

U2

V1

16 V

DC 10MOhm

R3

300 Q

V2

DC 1 10MOhm

R5

VW

E 丄 100Q

图1.3 验证基尔霍夫电压定律仿真图 1

表1.2 验证基尔霍夫电压定律数据 1

项目

Uab(V)

Ube(V)

Uef(V)

Ufa(V)

刀 U(V)

仿真值

测量值

误差值（%

DC 10MOhmR5 AW100

DC 10MOhm

R5 AW

100 Q

U3

R4

100 Q E =

图1.4

验证基尔霍夫电压定律仿真图 2

表1.3 验证基尔霍夫电压定律数据 2

项目

Ubc(V)

Ucd(V)

Ude(V)

Ueb(V)

刀 U(V)

仿真值

测量值

误差值(%

(3 )验证电位的相对性与电压的绝对性。

R2AW2OO QRi

R2

AW

2OO Q

|Vi ——i6 VJiDC iOMOhmU2DC lOMOhmR33OO QLV28 VU3DCiOMOhmDC iOMOhmR4 -AAAr iOO Q

|Vi ——i6 V

Ji

DC iOMOhm

U2

DC lOMOhm

R3

3OO Q

L

V2

8 V

U3

DC

iOMOhm

DC iOMOhm

R4 -AAAr iOO Q

J5

DC iOMOhm

R5

AW iOO Q

J4

图i.5 以E点为参考点各电位测量仿真图

J5J5JiJ3DCiOMOhmDC iOMOhmRi B AAA 47O QVi i6 VJ4DC iOMOhmiJR33OO QiOO QJ2DC iOMOhm

R2———

J5

J5

Ji

J3

DC

iOMOhm

DC iOMOhm

Ri B AAA

47O Q

Vi i6 V

J4

DC iOMOhm

i

J

R3

3OO Q

iOO Q

J2

DC iOMOhm

R2

———

2OO Q

DC

C

_I_V2

二 8 V

iOMOhm

iOO Q

表i.4 以E点为参考点各电位测量数据

项目

Ua(V)

Ub(V)

Uc(V)

Ud(V)

Ue(V)

Uf(V)

仿真值

测量值

误差值(％

图i.6 以B点为参考点各电位测量仿真图

表1.5 以B点为参考点各电位测量数据

项目

Ua(V)

Ub(V)

Uc(V)

Ud(V)

Ue(V)

Uf(V)

仿真值

测量值

误差值（%

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：

（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：

（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：

（4 ）将电压表的表笔放至电路上后，电压表无指示。

　故障原因：

（5） 将电流表接入电路，表针打坏，表头烧毁。

　故障原因：

（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：

（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：

七、实验数据分析

依据实验结果，进行分析比较，验证基尔霍夫定律的正确性。

依据实验结果，分析电压和电位的关系。

分析产生误差的原因，并提出减小误差的措施。

八、总结本次实验情况，写出心得体会，包括实验中遇到的问题、处理的方法 和结果。