实验一-基尔霍夫定律

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电路实验 验证基尔霍夫定律

电路实验 验证基尔霍夫定律

实验一 基尔霍夫定律一、实验目的1.用实验数据验证基尔霍夫定律的正确性; 2.加深对基尔霍夫定律的理解; 3.熟练掌握仪器仪表的使用方法。

二、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律之一,它规定了电路中各支路电流之间和各支路电压之间必须服从的约束关系,即应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。

基尔霍夫电流定律(KCL ):在集总参数电路中,任何时刻,对任一节点,所有各支路电流的代数和恒等于零。

即∑I=0通常约定:流出节点的支路电流取正号,流入节点的支路电流取负号。

基尔霍夫电压定律(KVL ):在集中参数电路中,任何时刻,沿任一回路内所有支路或元件电压的代数和恒等于零。

即∑U=0通常约定:凡支路电压或元件电压的参考方向与回路绕行方向一致者取正号,反之取负号。

三、实验内容实验线路如图1.1所示。

1. 实验前先任意设定三条支路的电 流参考方向,如图中的I 1、I 2、I 3所示。

2. 分别将两路直流稳压电源接入电 路,令u 1=6V ,u 2 =12V ,实验中调好后保 持不变。

3.用数字万用表测量R 1 ~R 5 电阻元 图 1.1基尔霍夫定律线路图注意图中E 和F 互换一下 件的参数取50~300Ω之间。

4.将直流毫安表分别串入三条支路中,记录电流值填入表中,注意方向。

5.用直流电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值,记录电压值填入表中。

四、实验注意事项1.防止在实验过程中,电源两端碰线造成短路。

2.用指针式电流表进行测量时,要识别电流插头所接电流表的“+、-”极性。

倘若不换接极性,则电表指针可能反偏(电流为负值时),此时必须调换电流表极性,重新测量,R 4R 5u 1u 2此时指针正偏,但读得的电流值必须冠以负号。

五、实验报告内容1、根据实验数据,选定实验电路中的任一个节点,验证KCL 的正确性。

选定A 点,列式计算利用三个电流值验证KCL 正确性。

实验数据!2、根据实验数据,选定实验电路中的任一个闭合回路,验证KVL 的正确性。

实验一 基尔霍夫定律的验证

实验一 基尔霍夫定律的验证

实验一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、器材设备1.电路原理实验箱KHDL-1A,导线若干;2.数字式万用表。

三、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。

它包括基尔霍夫节点电流定律(KCL)和基尔霍夫回路电压定律(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:∑=0I(1-1)i该定律阐述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,沿着任一节闭合回路,电压的代数和等于零。

其数学表达式为:∑=0U(1-2)i该定律阐明了电路任一闭合回路中各电压的约束关系,这种关系间仅与电路结果有关,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。

电路的参考方法: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,还有其方向,其方向是以它量值得正、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,可以假设电流参考方向为流入该节点。

那么,当将电流表的负极接到该节点上,而将电流表正极分别串入各条支路时,若电流表读数为正,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。

若电流表读数为负,说明该支路电流是流出节点的,与参考方向相反,这时,应倒换电流表极性重新测量,并取测量值为负值。

同样,测量某闭合电路各电压时,也应假定某一绕行方向未参考方向,按绕行方向测量各电压时,若电压表读数为正时,则该电压取正值,反之取负值。

实验一基尔霍夫定律的验证

实验一基尔霍夫定律的验证
2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原 理计算得出? 试用上述实验数据,进行计算 并作结论。
3. 通过实验步骤6及分析表格7-2的数据, 你能得出什么样的结论?
4. 心得体会及其他。
实验三 戴维南定理和诺顿定理的验 证
──有源二端网络等效参数的测定
一、实验目的
1. 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性, 加深对该定理的理解。
验证线性电路叠加原理的正确性,加深 对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
二、原理说明
叠加原理指出:在有多个独立源共同作用下的 线性电路中,通过每一个元件的电流或其两端的电 压,可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元 件上所产生的电流或电压的代数和。
线性电路的齐次性是指当激励信号(某独立源 的值)增加或减小K 倍时,电路的响应(即在电路 中各电阻元件上所建立的电流和电压值)也将增加 或减小K倍。
5. 有源二端网络等效电阻(又称入端电阻)的直接 测量法。见图9-4(a)。将被测有源网络内的所有 独立源置零(去掉电流源IS和电压源US,并在原电 压源所接的两点用一根短路导线相连),然后用伏 安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载RL开路 时A、B两点间的电阻,此即为被测网络的等效内阻 R0,或称网络的入端电阻Ri 。
2. 说明测有源二端网络开路电压及等效内阻 的几种方法, 并比较其优缺点。
七、实验报告
1. 根据步骤2、3、4,分别绘出曲线, 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性, 并分 析产生误差的原因。
2. 根据步骤1、5、6的几种方法测得的Uoc与 R0与预习时电路计算的结果作比较,你能得 出什么结论。
络的外特性曲线。
U(v)I(mA) 3. 验证戴维南定理:从电阻箱上取得按步骤“1”所

实验一基尔霍夫定律的验证

实验一基尔霍夫定律的验证

实验一基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、掌握万用表和实验装置上直流电工仪表和设备的使用方法。

2、验证基尔霍夫原理的正确性,从而加深对线性电路的基尔霍夫原理的认识和理解。

二、实验设备三、原理说明基尔霍夫电流定理(KCL):对于任何集总参数电路的任一结点,在任一时刻,流出该结点全部支路电流的代数和等于零。

(流出该结点的支路电流取正号,流入该结点的支路电流取负号。

)基尔霍夫电压定律(KVL):对于任何集总参数电路的任一回路,在任一时刻,沿该回路全部支路电压的代数和等于零。

(电压参考方向与回路绕行方向相同的支路电压取正号,与绕行方向相反的支路电压取负号。

)由支路组成的回路可以视为闭合结点序列的特殊情况。

沿电路任一闭合路径(回路或闭合结点序列)各段电压代数和等于零。

四、实验内容实验电路如图2-1所示1、熟悉使用仪器,注意仪器的量程范围。

2、按图2-1电路接线,E为+12、E2为+6V电源。

13、用万用表直流电压档和毫安表(接电流插头)测量各支路电流及数据记入表格中。

图 2-14、验证1)基尔霍夫电流方程(取节点B或D点, 说明什么?)2)基尔霍夫电压方程(采用任一回路,说明什么?)五、实验注意事项1、测量各支路电流时,应注意仪表的极性, 及数据表格中“+、-”号的记录。

2、注意仪表量程的及时更换。

六、思考题和心得体会1、实验中若E1、E2分别单独作用,在实验中应如何操作?可否直接将不作用的电源(E1或E2)置零(短接)?2、实验电路中,测量的正负值使用不当,试问基尔霍夫定律还成立吗?3、心得体会及其他。

实验一.基尔霍夫定律

实验一.基尔霍夫定律

实验一 基尔霍夫定律的验证实验一.实验目的1. 通过实验验证基尔霍夫电流、电压定律,加深对定律的理解,巩固所学知识。

2. 掌握workbench 软件在电路分析仿真中的基本操作。

3. 掌握workbench 软件中基本虚拟仪器的使用方法。

二.实验原理1.基尔霍夫电流定律,简写为KCL ,可文字表述为:对于任一集总电路中的任一节点,在任一时刻,流出(或流进)该节点的所有支路电流的代数和为零。

即对于节点1,有:321i i i =+ 2.基尔霍夫电压定律,简写为KVL 对于任一集总电路的任一回路,在任一时刻,沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。

三.实验过程1.根据电路图在workbench 软件中做出电路模型(如下图所示)。

2.开关打开,开始显示并记录有关数据(如下图中所示)。

3.根据实验结果分析。

图1中:对于节点1,流进的电流 1.999A 等于流出的电流之和(1.500A+499.9mA ),因而验证了KCL 定律的正确性。

图 2 中:回路1:6V+3V+2V=11V 恰好等于电源电压11V ;回路2:6V+5V=11V 恰好等于电源电压11V ;回路3:3V+2V-5v=0V3个回路各自满足KVL 定律,因为验证了它的正确性。

四.实验电路图图11ii图2:五.实验心得通过本次实验,我对电路实验有了初步的了解,体会到了电路的神奇与奥妙。

进一步学习了基尔霍夫定律和叠加定理的应用,根据所画原理图,连接好实际电路,测量出实验数据,经计算实验结果均在误差范围内,说明该实验做的成功。

也深刻地理解了基尔霍夫电压和电流定律,巩固了课堂中所学的知识。

对于KCL,KVL的原理以及它们的运用有了更深入的认识。

我认为这两个实验的实验原理还是比较简单的,但实际操作起来并不是很简单,至少我觉得那些行行色色的导线就足以把你绕花眼,所以我想说这个实验不仅仅是对你所学知识掌握情况的考察,更是对你的耐心和眼力的一种考验。

由于这是电路分析的第一次实验,难免遇到了不少问题:(1)workbench软件在电路分析仿真中的基本使用方法?(2)workbench软件中基本虚拟仪器的使用方法?(3)电流,电压的方向如何确定?(4)连线总是练完一条,另一条不见了。

实验一基尔霍夫定律的验证

实验一基尔霍夫定律的验证

1 《电工学实验》目录一、基尔霍夫定律的验证1 二、叠加原理的验证2 三、戴维南定理和诺顿定理的验证4 四、单相电度表的校验7 五、正弦稳态交流电路相量的研究10 六、单相铁心变压器特性的测试12 七、三相交流电路电压、电流的测量15 实验一基尔霍夫定律的验证一、实验目的 1. 验证基尔霍夫定律的正确性加深对基尔霍夫定律的理解。

2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流。

二、原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律。

测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压应能分别满足基尔霍夫电流定律KCL和电压定律KVL。

即对电路中的任一个节点而言应有∑I0对任何一个闭合回路而言应有∑U0。

运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向此方向可预先任意设定。

三、实验设备同实验五四、实验内容实验线路与实验五图5-1相同用DG05挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。

1. 实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。

图5-1中的I1、I2、I3的方向已设定。

三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。

2. 分别将两路直流稳压源接入电路令U16VU212V。

3. 熟悉电流插头的结构将电流插头的两端接至数字毫安表的“、”两端。

4. 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中读出并记录电流值。

5. 用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值记录之。

被测量I1mA I2mA I3mA U1V U2V UFAV UABV UADV UCDV UDEV 计算值测量值 2 相对误差五、实验注意事项 1. 同实验五的注意1但需用到电流插座。

2所有需要测量的电压值均以电压表测量的读数为准。

U1、U2也需测量不应取电源本身的显示值。

3. 防止稳压电源两个输出端碰线短路。

4. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时如果仪表指针反偏则必须调换仪表极性重新测量。

此时指针正偏可读得电压或电流值。

实验1 基尔霍夫定律及叠加定理实验报告

实验1 基尔霍夫定律及叠加定理实验报告

实验1 基尔霍夫定律及叠加定理实验报告1、实验目的本实验的目的是通过实验测量和计算,验证基尔霍夫定律和叠加定理在电路中的有效性,并实际应用这些定律去解决实际工程中的电路问题。

2、实验原理基尔霍夫定律是德国物理学家罗尔夫·基尔·霍夫(Gustav Kirchhoff)在1845年提出的,它说明在电路中,其中一个点的流入电流之和等于其中另一个点的流出电流之和:即电流经过支路时守恒,这就是熟知的第一定律(支路定律)。

对应地,基尔霍夫又提出了“点定律”,即:电势差绕任意一电路回路理论上其未知部分的总和为零。

叠加定理是1929年由英国物理学家K.波普特提出的,它规定:对于电路中任意两点之间的电路电势,它们相等的那段路线上的电势差等于这线路的所有分支的电势差的累加和。

3、实验过程(1)首先按照实验要求,准备好电路和元件,连接成实验电路。

实验电路中的电阻可以通过额定的值调节,从而在不同的实验中可以调整出不同的抗性。

(2)用万用表测量电阻R1和R2之间的电压和电流,以计算两个抗性之间的电阻。

(3)计算在实验电路上电位差V1和V2之间的电压和电流,以验证基尔霍夫和叠加定理的有效性。

(4)在实验室实验中,将R1的电阻值逐步增加,结合实验数据,计算出随着R1变化时,V1和V2之间的关系。

(5)将实验数据绘制到V-R图上,比较实验数据与基尔霍夫定律和叠加定理的理论图是否一致,看看它们是否有准确性。

4、实验结果在V-R图上可以看出,实验数据与基尔霍夫定律和叠加定理的理论图近似一致,并且他们之间的误差很小,说明基尔霍夫定律和叠加定理在实验中是有效的。

实验一基尔霍夫定律

实验一基尔霍夫定律

实验⼀基尔霍夫定律实验⼀基尔霍夫定律⼀、预习内容1.根据图1—1的电路参数,计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值,记⼊表中,以便实验测量时,可正确地选定毫安表和电压表的量程。

2.实验中,若⽤万⽤表直流毫安挡测各⽀路电流,什么情况下可能出现毫安表指针反偏,应如何处理,在记录数据时应注意什么?若⽤直流数字毫安表进⾏测量时,则会有什么显⽰呢?⼆、⽬的要求1.验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。

2.学会⽤电流插头、插座测量各⽀路电流的⽅法。

三、实验内容电路如图1—1所⽰图1—1 基尔霍夫定律验证电路1.实验前先任意设定三条⽀路的电流参考⽅向,如图1-1中的I l、I2、I3,所⽰。

2.将U1、U2两路直流稳压电源分别调⾄U l=6V,U2=12 V。

3.熟悉电源插头的结构,将电流插头的两端接⾄数字毫安表的“+”、“-”两端。

4.将电流插头分别插⼊三条⽀路的三个电流插座中,记录相应电流值。

5.⽤直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值,数据填⼈表3-15中。

四、实验报告或作业1.根据实验数据,选定实验电路中的任⼀个节点,验证基尔霍夫电流定律的正确性。

2.根据实验数据,选定实验电路中的任⼀个闭合回路,验证基尔霍夫电压定律的正确性。

实验⼆戴维宁定理与叠加定理⼀、预习内容1.在求戴维宁等效电路时,作短路试验,测Isc条件是什么?在本实验中可否直接作负载短路实验?请实验前对线路[见图2—1]预先作好计算,以便调整实验线路及测量时可准确地选取电压表和电流表的量程。

2.说明测有源⼆端⽹络开路电压及等效内阻的⼏种⽅法,并⽐较其优缺点及适⽤范围。

3.若有源⼆端⼝⽹络不允许短路或开路,你如何⽤其他⽅法测出等效电阻Req。

⼆、⽬的要求1.验证戴维宁定理的正确性,加深对该定理的理解。

2.掌握测量有源⼆端⽹络等效参数的⼀般⽅法。

三、实验内容被测有源⼆端⽹络如图2—1(a)所⽰。

1. 将稳压电源调⾄Us=12 V和恒流源Is=20mA,断开Rl测A、B两点间UAB即为开路电压Uoc,再短接Rl测短路电流Isc,则Ro=Uoc/Isc。

实验一---基尔霍夫定律验证

实验一---基尔霍夫定律验证

教案讲稿实验一基尔霍夫定律验证一、实验目的:1. 验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。

2. 进一步练习使用电压表和电流表。

3. 正确理解电压、电流的实际方向与参考方向的关系。

二、实验任务1.任务一:基尔霍夫电流定律的验证(1)实验设备基尔霍夫电流定律介绍了某节点中各支路电流之间的约束关系,即对电路中的任一个节点而言,应有ΣI=0。

因此实验中要用到电流表,电路中有电流必须有电源,另外还需要电阻(或实验板)等器件,具体如下:序号名称型号与规格数量备注1直流可调稳压电源0~30V二路2万用表MF-471可选用3数字毫安表0~200mA14实验电路板510Ω/1W电阻2只,1KΩ/1W电阻1只1(2)实验原理实验电路如图1,电流的参考方向已在标中标出,对于节点A有I1+I2=I3(根据图,测量时只需测量出三个电流即可。

参考方向是为了计算和测量方便,而假设的一种方向,如测图1验证基尔霍夫电流定律实验电路图(3)实验过程分别按图2、3、4(电流表所示值为参考值)测量电流I1、I2和I3(根据图1中的参考方向,正确连接电流表,两者应保持一致,如I1中的电流参考方向由左到右,则连接电流表应为左正右负),填入表一:U U2图2 测量电流I1U26V图3测量电流I2U26V图4测量电流I3(4)结论分析根据测量数据,分析对于节点A,各支路之间的电流关系如何?(5)思考题①分析实验中误差产生的原因。

②实验中的负值说明电流的实际方向如何?如用指针式万用表,怎样测量负值的电流?2.任务二:基尔霍夫电压定律的验证(1)实验设备基尔霍夫电压定律介绍了任一回路中各元器件电压之间的约束关系,即对任何一个闭合回路而言,应有ΣU=0。

因此实验中除了要用到任务一中的些器件和设备外,还需要电压表,这里选0~200V数字电压表。

(2)实验原理实验电路如图5,对于回路ACD 有U AC +U CD +U DA =0(其中下标表示电压方向,如U AC 表示电压参考方向由A 到C ),测量时只需测量出U AC 、U CD 、U DA 三个电压即可。

实验一 基尔霍夫定律

实验一  基尔霍夫定律

表1-3
4.测定AD开路、短路电流
F
R1
200
R1+ 10V
-
100
E
R4
A
R2
B
a3
510
撤去该A、D电阻 6V
+ b3
300
D
R3
C
AD开路 AD短路
开路电压Ua3b3= 短路电压UAD=0
表1-3
(V)
开路电流I=0 短路电流Id=
(mA)
14 15
数字万用表的使用16
10 8
12 11 13 9
△ RE L
~ Hz
wait
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10A
mV Hz
◎ ◎ 5FM0Um0SAmEAXDA
1F0UASMEDAX
uA
Ω
◎ ◎ VΩ
Hz

CO M

7
6
5
3124
9、RANGE键—— 用于各种测量时,手动选择量程。在自动量程状态(显示 AUTO)下,按RANGE一次,则进入手动量程状态(显示MANUAL),此后,按 RANGE键则改变量程,VFD显示屏左上角的小数字指示现在的量程。当按RANGE 键2秒才放开,则仪表返回自动量程状态。
A
mA
▲ ▲

SE LE CT dB mΩ
RANGE
HR OS2L3D2 M A X/M IN
Ω MKHz
3.测定回路电压(KVL验证)
F
R1
A
R2
B
200 +
10V UCC1 -
510
- UCC2 用电压档分别测量两
RP1

实验一基尔霍夫定律及电位电压关系的验证

实验一基尔霍夫定律及电位电压关系的验证
方法可参考实验一中电流和电压的测量) ,将测量结果填入表2.1和表2.2。测量中注意电流
和电压的方向。
(2)将S投向短路侧,接通电源US2,测量US2单独作用时各支
路电流和电压'将测量结果填入表2.1和表2.2。
(3)接通电源Us1和US2,测量Usi和US2共同作用下各支路电流和电压,将测量结果填入表
Id、电容器电流lc和电路总功率P,并计算功率因数cos,。将测量数据填入表3.1中。
镇流器
图3.3日光灯并联电容电路
表3.1
电容

量数据
计算
(卩F)
I
Id
lc
U
Ud
Url
P
COS
0
1.0
2.2
4.7
六、实验报告要求
1・选择适当比例,依据表3.1中的数据绘出电压三角形,并由三角形计算岀镇流器的电阻压降 5、电感压降Ul各是多少伏?
三、 实验仪器和设备
1双路直流稳压电源
2•直流毫安表
3直流电压表

4直流电路单元板

5・导线若干
四、 预习要求1•复习基尔霍夫定律,根据本次实验电路的参数,估算出待测电流、电压。2•复 习电位、电压的概念及其计算方法,根据本次实验电路的参数,估算出不同参考点时的待测电位值及 电压。
五、 实验内容及步骤
2•测量日光灯电路的端电压U、灯管两端电压Ud、镇流器两端电压Url、电路电流I
即日光灯电流Id和电路总功率P,并计算功率因数cos,将数据填入表3.1中。
3•合上开矢S2,将日光灯电路两端并联电容C o逐渐加大电容量,每改变一次电容
量,都要测量端电压U、灯管两端电压Ud、镇流器两端电压Url、电路电流I、日光灯电流

试验1基尔霍夫电流定律的验证实验[整理版]

试验1基尔霍夫电流定律的验证实验[整理版]

实验一基尔霍夫电流定律的验证实验一、实验目的1、通过实验验证基尔霍夫电流定律,巩固所学的理论知识。

2、加深对参考方向概念的理解。

二、实验原理1、基尔霍夫定律:基尔霍夫电流定律为ΣI = 0 ,应用于节点。

基尔霍夫定律是分析与计算电路的基本重要定律之一。

图1-1 两个电压源电路图图1-2 基尔霍夫电流定律2、基尔霍夫电流定律(Kirchhoff's Current law)可简写为KCL:基尔霍夫电流定律,在任一瞬时,流向某一节点的电流之和应该等于由该节点流出的电流之和。

就是在任一瞬时,一个节点上电流代数和恒等于零。

在图1-1所示电路中,对节点a图1-2可以写出I1 + I2 = I3或I1 + I2 -I3 = 0即ΣI = 03、参考方向: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。

(1) 若流入节点的电流取正号,则流出节点的电流取负号。

(2) 任一回路中,凡电压的参考方向与回路绕行方向一致者,则此电压的前面取正号,电压的参考方向与回路绕行方向相反者,前面取负号。

(3) 任一回路中电流的参考方向与回路绕行方向一致者,前面取正号,相反者前面取负号。

在实际测量电路中的电流或电压时,当电路中所测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。

三、实验内容及步骤KCL定律实验即在EWB界面上绘制如图1-3所示的电路图,通过软件仿真的方法验证KCL定律的正确性。

对于该电路图来讲,两个直流电源E1、E2共同作用于电路中,设定电流I1、I2为流入结点a的方向,电流I3为流出结点a的方向,根据前述参考方向的定义,在列写KCL方程时,I1、I2、I3前分别应取“+”、“+”、“-”号,则对结点a列KCL 方程可得:ΣI =I1 + I2-I3=0(上式中的I1、I2、I3分别对应图上R1、R2、R3支路的电流)故若用电流表测得的电流值符合上式,则KCL定律得证。

实验一 基尔霍夫定律

实验一 基尔霍夫定律

实验一基尔霍夫定律
实验问题:
1.计算各支路的电流及电压值,与测量值之间产生误差的原因是什么?
答:产生误差的原因是多种多样的,但主要归结为以下几种原因:
A系统误差:
(1)仪表误差:因仪器,仪表在设计,结构工艺上有缺点而引起的; (2)环节误差:因测量环境的温度,电场,磁场,频率发生变动而引起;
(3)方法误差:因测量方法的理论依据有缺点而引:
(4)理论误差:由于在运算中采用李近似公式以及元件的标称值与实际值存在误差所造成;
(5)人员误差:实验者在生理上的最小分辨力,感觉器官的生理变化,反应速度及固有习惯引起。

B随机误差:(偶然误差)
由于一些不相干的独立因素的影响,例如:电磁场的微变,大地的微震等,而产生的误差。

C粗差——含有粗差的测量结果称为坏值,应剔除。

实验者的粗心,读错,记错,算错数据,用了有毛病的仪器‘不正确的行动所造成。

2 已知某支路的电流为3mA左右,现有量程分别为5mA和10mA两
只的电流表,你将使用哪一只电流表进行测量?为什么?
答:用5mA的,因为其量程更接近,达到偏转的三分之二,能减少实验的误差。

3 电压降和电为差别何在?
答:电压降指元器件电压减低的大小,电位指的的则是电路中的一个点到零电位点的电压降的代数和。

自动化一班吴文彬
0151124322。

实验一基尔霍夫定律及电位电压关系的验证

实验一基尔霍夫定律及电位电压关系的验证

实验⼀基尔霍夫定律及电位电压关系的验证实验⼀基尔霍夫定律及电位、电压关系的验证⼀、实验⽬的1、验证基尔霍夫电流定律和电压定律,巩固所学的理论知识。

2、学习电位的测量⽅法,加深对电位、电压概念的理解。

⼆、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律。

它包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。

1.基尔霍夫电流定律对电路中的任⼀节点,各⽀路电流的代数和等于零,即∑=0I。

此定律阐述了电路任⼀节点上各⽀路电流间的约束关系,且这种约束关系与各⽀路元件的性质⽆关,⽆论元件是线性的或⾮线性的、含源的或⽆源的、时变的或⾮时变的。

2.基尔霍夫电压定律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。

此定律阐述了任⼀闭合电路中各电压间的约束关系,这种关系仅与电路结构有关,⽽与构成电路的元件性质⽆关,⽆论元件是线性的或⾮线性的、含源的或⽆源的、时变的或⾮时变的。

3.参考⽅向KCL、KVL表达式中的电流和电压都是代数量,除具有⼤⼩外,还有⽅向,其⽅向以量值的正负表⽰。

通常,在电路中要先假定某⽅向为电流和电压的参考⽅向。

当它们的实际⽅向与参考⽅向相同时,取值为正;相反时,取值为负。

4.电位参考点测量电位⾸先要选择电位参考点,电路中某点的电位就是该点与参考点之间的电压。

电位参考点的选择是任意的,且电路中各点的电位值随所选电位参考点的不同⽽变,但任意两点间的电位差即电压不因参考点的改变⽽变化。

所以,电位具有相对性,⽽电压具有绝对性。

三、实验仪器和设备1.双路直流稳压电源 1台2.直流毫安表 1块3.直流电压表1块4.直流电路单元板1块5.导线若⼲四、预习要求1.复习基尔霍夫定律,根据本次实验电路的参数,估算出待测电流、电压。

2.复习电位、电压的概念及其计算⽅法,根据本次实验电路的参数,估算出不同参考点时的待测电位值及电压。

五、实验内容及步骤1.验证基尔霍夫电流定律(KCL)本实验通过直流电路单元板进⾏。

实验一(基尔霍夫定律)

实验一(基尔霍夫定律)

实验一 基尔霍夫定律的验证一、实验目的1. 验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。

2. 掌握使用直流电工仪表测量电流、电压的方法。

3. 学会应用电路的基本定律,分析、查找电路故障的一般方法。

二、实验原理1. 基尔霍夫定律是电路的基本定律。

测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压,应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。

即: 对电路中任何一个节点而言,应满足ΣI =0; 对电路中任何一个闭合回路而言,应满足ΣU =0。

运用上述定律时,必须注意电流、电压的实际方向和参考方向的关系。

2. 依据基尔霍夫定律和欧姆定律可对电路的故障现象进行分析,准确定位故障点。

若在一个接有电源的闭合回路中,电路的电流为零,则可能存在开路故障;若某元件上有电压而无电流,则说明该元件开路;若某元件上有电流而无电压,说明该元件出现了短路故障。

三、实验内容1. 先任意设定三条支路的电流参考方向,如图1-2所示。

三个回路的正方向可设为ADEFA 、BADCB 、FBCEF 。

图1-1 实验电路2. 分别将两路直流稳压源接入电路,令E 1=6V ,E 2=12V 。

3. 将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、-”两端, 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,读出并记录各电流值。

图1-2是电流插头插座的U U 2F1N40071用法示意。

4. 用直流数字电压表分别测量、并记录两路电源及电阻元件上的电压值。

5. 分别按下故障开关A 、B 、C ,借助电压表、电流表,找出电路的故障性质和故障点。

图1-2 使用插头插座测量电流表1-1 测量数据及计算值电流单位: mA 电压单位:V表1-2 故障分析记录四、实验设备电流插座五、注意事项1. 测量验证基尔霍夫定律的数据时,三个故障开关均不按下,即不设人为故障。

2. 实验电路中的开关K3应向上,拨向330Ω侧。

3. 测量电压时应注意表棒的使用。

测U AB,应该用数字直流电压表的正表棒(红色)接A点,负表棒(黑色)接B点,否则记录测出的数值时,必须添加一负号。

实验一直流电路仿真实验-基尔霍夫定律

实验一直流电路仿真实验-基尔霍夫定律

基尔霍夫定律仿真验证一.实验目的1.利用Multisim仿真软件验证基尔霍夫定律(电流和电压定律)2.掌握选择元件和连线的方法3.掌握万用表和安培表的使用方法二.实验原理与说明1.基尔霍夫电流定律(KCL)在任一时刻,流出(或流入)集中参数电路中任一可以分割开的独立部分的端子电流的代数和恒等于零,即:ΣI=0 或ΣI入=ΣI出式(1-1)此时,若取流出节点的电流为正,则流入节点的电流为负。

它反映了电流的连续性。

说明了节点上各支路电流的约束关系,它与电路中元件的性质无关。

要验证基式电流定律,可选一电路节点,按图中的参考方向测定出各支路电流值,并约定流入或流出该节点的电流为正,将测得的各电流代入式(4-1),加以验证。

2.基尔霍夫电压定律(KVL)按约定的参考方向,在任一时刻,集中参数电路中任一回路上全部元件两端电压代数和恒等于零,即:ΣU=0 式(1-2)它说明了电路中各段电压的约束关系,它与电路中元件的性质无关。

式(1-2)中,通常规定凡支路或元件电压的参考方向与回路绕行方向一致者取正号,反之取负号。

3.电位与电位差在电路中,电位的参考点选择不同,各节点的电位也相应改变,但任意两节点间的电位差不变,即任意两点间电压与参考点电位的选择无关。

三.实验内容和步骤1.在仿真软件中搭建如下电路,测试结果填入表格中,并贴出仿真电路图。

图1-2 验证基尔霍夫定律实验线路2.基尔霍夫电流定律(KCL)的验证(1)按图1-2在仿真软件中搭建电路,Us1、Us2用直流稳压电源提供。

(2)用万用表依次测出电流I1、I2、I3,(以节点b为例),数据记入表1-1内。

(3)根据KCL定律式(1-1)计算ΣI,将结果填入表1-1,验证KCL。

表1-1 验证KCL实验数据I1(mA)I2(mA)I3(mA)ΣI633.基尔霍夫电压定律(KVL)的验证(1)按图1-2接线,U S1、U S2用直流稳压电源。

(2)用万用表的电压档,依次测出回路1(绕行方向:beab)和回路2(绕行方向:bcdeb)中各支路电压值,数据记入表1-2内。

实验1_基尔霍夫定律

实验1_基尔霍夫定律

实验1_基尔霍夫定律实验介绍本实验是基于基尔霍夫定律,对电路中电流、电压以及电阻之间的关系进行实验研究。

通过实验,我们可以深入理解电路中各个元件的工作原理,掌握基尔霍夫定律在电路中的应用,同时还可以培养我们的实验操作技能和数据分析能力。

实验装置1.直流电源4.十通开关5.电阻箱6.导线实验原理基尔霍夫定律是电路分析的基本方法之一。

它指出:在电路中,任意一个节点的电流代数和等于零,任意一条线路(闭合回路)中的各个电动势及其沿途所经过的电阻的电压代数和也等于零。

KCL: $\sum I=0$实验步骤1.将实验装置搭建好,使用导线连接直流电源、直流电压表、直流电流表、电阻箱以及十通开关。

2.接通电源,并利用直流电压表和电流表分别测量电源的电压和电流值,记录下来。

4.使用上述实验数据计算出电路中各个电流和电阻值,并根据基尔霍夫定律进行验证,并与理论计算值进行比较。

实验注意事项1.在进行实验前应确认实验装置是否正常,所有仪器的量程是否适配。

2.在接通电源前,应确保各个元件的连接方式正确。

3.操作时应轻拿轻放,避免对实验装置造成损坏。

4.在进行测量时,应仔细观察仪器上的数值变化,避免测量误差。

实验数据处理$R_1=100.0\Omega,~~R_2=120.0\Omega,~~R_3=150.0\Omega$$V_s=5.0V$$V_{R_1}=0.10V,~~I_{R_1}=0.0010A$根据基尔霍夫定律的公式,我们可以列出下列的方程组:$$\begin{cases}I_1+I_2-I_3=0 \\ V_s-V_{R_1}-V_{R_2}=V_{R_3} \\ I_1R_1=V_{R_1} \\ I_2R_2=V_{R_2} \\ I_3R_3=V_{R_3} \end{cases}$$我们可以通过此方程组的解来计算出电路中各个电阻和电流的值:$I_1=0.0140A$$R_1^{'}=\frac{V_{R_1}}{I_1}=7.14e3\Omega$我们可以看到,实验中测量得到的值与理论计算值有一定的误差。

实验一 基尔霍夫定律

实验一  基尔霍夫定律

实验一 基尔霍夫定律一、实验目的1.验证基尔霍夫定律,加深对基尔霍夫定律的认识 2.熟悉直流电流表、电压表及稳压电源的使用 3.了解仪表的误差对测量结果的影响 二、实验原理1.基尔霍夫电压定律:对于电路中的任一回路,在任一时刻,沿着该回路的所有支路电压的代数和为零(0=∑U )。

2.基尔霍夫电流定律:对于电路中的任一节点,在任一时刻流出(或流进)该节点的所有支路电流的代数和为零(0=∑I )。

三、仪器设备 1.RA-2 电工基础实验箱 1台2.DT9973 数字万用表 1台 四、实验内容、步骤1.实验前先任意设定三条支路的电流参考方向,如图1-1中的I 1、I 2、I 3所示。

2. 选用RA-2实验箱上基础电路实验部分。

电路参数为U S1=U S2=5V ,B 为公 共端(地)。

R 1=1kΩ、 R 2=1.5kΩ、R 3=2kΩ。

3.用数字万用表测量R 1、R 2、R 3的实际电阻值 并记录在表1-1。

图1-1 4.U S1、U S2用实验箱上的直流稳压电源A 、B 提供,分别调整为5V 。

5.连接电路,用数字万用表测量U R 1、U R 2、U R 3。

,记入表1-2。

根据R 1、R 2、R 3实际阻值计算出I 1、I 2、I 3,作为测量值数据填入表1-3表1-1 表1-2表1-3五、误差分析注:数字万用表直流电压档内阻≥1M Ω,测量准确度±(0.05%+5);电阻测量准确度200Ω档±(0.2%+5),20M Ω档±(0.5%+5),其余±(0.2%+1)直流mA 表内阻约10Ω,测量准确度±(0.8%+2),供误差分析时参考。

B U I 3六、预习1.复习有关直流电路中有关元件的伏安特性内容。

2.复习直流电路中电压、电流和电阻的伏安关系。

3.复习基尔霍夫电流定律、电压定律的内容。

七、实验报告要求1.选定实验电路中的任一个节点,将测量数据代入基尔霍夫电流定律加以验证。

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实验一-基尔霍夫定律实验一基尔霍夫定律验证★实验一、实验目的1、验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。

2、学会用电流插头,插座测量各支路电流的方法。

3、通过实验加强对电压、电流参考方向的掌握和运用的能力。

二、原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律分为为两个方面,即基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。

1、基尔霍夫电流定律(KCL):在集总电路中,在任何一个时刻,对电路中的任何一个节点,流出(或流入)该节点电流的代数和恒等于零,即∑I=0,KCL 反映了电流的连续性,说明了节点上各支路电流的约束关系,它与电路中元件的性质无关。

2、基尔霍夫电压定律(KVL):在任何一个时刻,按约定的参考方向,电路中任一回路上全部元件两端电压的代数和恒等于零,即∑U =0,KVL说明了电路中各段电压的约束关系,它与电路中元件的性质无关。

基尔霍夫定律是电路的基本定律,测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压,应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。

即对电路中的任一个节点而言的,应有∑I=0;对任何一个闭合回路而言,在验证KCL电流定律,可选一个电路节点,按标定的参考方向测定出各支路电流值,并约定流入或流出该节点的电流为正。

在验证KVL电流定律通常规定:凡支路或元件电压的参考方向与回路绕行方向一致者取正号,反之取负号。

运用上述定律是必须注意电流的正方向,此方向可预先任意设定。

三、实验设备天煌教仪电子电工实验台,基尔霍夫定律验证实验板。

或是:1. 直流电压源1台0~30V可调;1组+12V固定2. 数字万用表1块3. 电阻5只510W×3;1KW×1;330W×14. 短接桥和连接导线若干5. 实验用插件电路板1块297mm×300mm四、实验内容和步骤实验线路如图1-1所示1.实验前先任意设定三支路的电流参考方向,如图中的I1,I2,I3所示,并熟悉线路结构,掌握各开关的操作使用方法。

2.分别将E1,E2两路直流稳压源(E1为+6V、+12V切换电源,E2为0~30V可调直流稳压源)接入电路,令E1=6V,E2=12V。

3.熟悉电流插头的结构,将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、-”两端。

4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,读出并记录电流值。

5.用直流数字电压表分别测量两电路电源及电阻元件的电压值,记入数据表中。

图1-1待测值I1I1I3∑IV AB V CD V AD V DE V FA∑U回路1(FADEF)∑U回路2(BADCB)计算值测量值相五、实验注意事项1.验证KCL、KVL时,所有需要测量的电压值,均以电压表测量的读数为准,电压源的电压也要进行测量,不要以电源表盘指示值为准。

实验中给定的值仅作为参考。

2.防止电源两端碰线短路。

3.若用指针式电流表进行测量时,要识别电流插头所接电流表的“+、-”极性,注意指针的偏转情况,防止指针打弯或损坏仪表。

同时必须调换电流表极性,重新测量,此时指针正偏,按读得的电流值必须冠以正确的符号。

4.测量电压、电流时,不但要读出数值来,还要判断实际方向,并与设定的参考方向进行比较,若不一致,则该数前加“-”号。

六、预习思考题1.根据图1-1的电路参数,计算出待测的电流I1,I2和I3和各电阻上的电压值,记入表中,以便实验测量时,可正确地选择毫安表和电压表的量程。

2.实验中,若用万用表直流毫安档测各支路电流,什么情况下可能出现毫安表指针反偏,应如何处理,在记录数据时应注意什么?若用直流数字毫安表进行测量时,则会有什么显示呢?七、实验报告1、根据实验数据,选定实验电路中的任一节点,验证KCL的正确性。

2、根据实验数据,选定实验电路中的任一个闭合回路,验证KVL的正确性。

3、误差原因的分析。

4、心得体会及其他。

★★实验一、实验目的1、验证基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。

2、通过实验加强对电压、电流参考方向的掌握和运用的能力。

3、学会用短接桥测量各支路电流的方法。

二、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律分为为两个方面,即基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。

1、基尔霍夫电流定律(KCL):在集总电路中,在任何一个时刻,对电路中的任何一个节点,流出(或流入)该节点电流的代数和恒等于零,即∑I=0,KCL 反映了电流的连续性,说明了节点上各支路电流的约束关系,它与电路中元件的性质无关。

2、基尔霍夫电压定律(KVL):在任何一个时刻,按约定的参考方向,电路中任一回路上全部元件两端电压的代数和恒等于零,即∑U =0,KVL说明了电路中各段电压的约束关系,它与电路中元件的性质无关。

基尔霍夫定律是电路的基本定律,测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压,应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。

即对电路中的任一个节点而言的,应有∑I=0;对任何一个闭合回路而言,在验证KCL电流定律,可选一个电路节点,按标定的参考方向测定出各支路电流值,并约定流入或流出该节点的电流为正。

在验证KVL电流定律通常规定:凡支路或元件电压的参考方向与回路绕行方向一致者取正号,反之取负号。

运用上述定律是必须注意电流的正方向,此方向可预先任意设定。

三、实验仪器和器材1. 直流电压源1台0~30V可调;1组+12V固定2. 数字万用表1块3. 电阻5只510W×3;1KW×1;330W×14. 短接桥和连接导线若干5. 实验用插件电路板1块297mm×300mm四、实验内容先将可调直流电压源的输出调节为6V,作为U S1,用电压源的+12V输出作为U S2,关闭电源。

然后按下图所示电路搭接实验线路,并将短路桥接入各支路中。

图1-11、验证基尔霍夫电流定律(KCL)打开电压源开关,用实验台提供的直流电流表依次测出电流I1、I2、I3,将实测数据记入表1中。

并根据ΣI= I1+I2-I3计算。

表1 验证KCL的实验数据I1 (mA) I2 (mA) I3(mA)ΣI理论计算值实测数据2、验证基尔霍夫电压定律(KVL)打开电压源开关,用实验台提供的直流电压表或数字万用表的电压档依次测出回路1(绕行方向:FADEF)和回路2(绕行方向:BADCB)中各支路电压值,将实测数据记入表2中。

并计算ΣU。

表2 验证KVL实验数据回路1(FADEF)UFA(V) U AD(V) U DE(V) U EF(V) ΣU 理论计算值实测数据回路2(BADCB)UBA(V) U AD(V) U DC(V) U CB(V) ΣU五、实验注意事项1.验证KCL、KVL时,所有需要测量的电压值,均以电压表测量的读数为准,电压源的电压也要进行测量,不要以电源表盘指示值为准。

实验中给定的值仅作为参考。

2.防止电源两端碰线短路。

3.若用指针式电流表进行测量时,要识别电流插头所接电流表的“+、-”极性,注意指针的偏转情况,防止指针打弯或损坏仪表。

同时必须调换电流表极性,重新测量,此时指针正偏,按读得的电流值必须冠以正确的符号。

4.测量电压、电流时,不但要读出数值来,还要判断实际方向,并与设定的参考方向进行比较,若不一致,则该数前加“-”号。

六、预习思考题1.根据图1-1的电路参数,计算出待测的电流I1,I2和I3和各电阻上的电压值,记入表中,以便实验测量时,可正确地选择毫安表和电压表的量程。

2.实验中,若用万用表直流毫安档测各支路电流,什么情况下可能出现毫安表指针反偏,应如何处理,在记录数据时应注意什么?若用直流数字毫安表进行测量时,则会有什么显示呢?七、思考题1、测量电压、电流时,如何判断它们的正负号?正负号的意义是什么?2、比较表1和表2中的理论计算值、仿真数据和实测数据,观察是否有误差,并分析误差产生的原因。

3、计算表1中的ΣI 和表2中的ΣU是否为零?为什么?八、实验报告要求1、根据实验数据,选定实验电路中的任何一个节点,验证KCL的正确性。

2、根据实验数据,选定实验电路中的任何一个闭合回路,验证KVL的正确性。

用proteus仿真实验一、实验步骤如下:(1) 打开Proteus 软件,编辑窗口内有点状的栅格,可以通过View菜单的Grid命令在打开和关闭间切换。

点与点之间的间距由当前捕捉的设置决定。

选中主菜单view/snap 10th/,使得绘图区域中出现均匀的网格线,并将绘图尺寸调节到最佳。

(2) 在常用工具栏中点击,然后在对象选择器窗口中点击选取对象选择按钮P,打开pick devices,在元件分类categroy中选取相应的分类,查询元件库的结果便显示在results中。

从元件库中调出1 个Ground(接地点)和1个simulator primitives Vsource(直流电压源)器件,1 个Resistor(电阻)器件,1个sw-DPDT 开关,1个IN4007二极管,最后点测量器件库中调出DC Voltmeter(直流电压表)器件和DC AMMETER(直流电流表)。

(3) 将各元器件的标号、参数值亦改变成与图1-1所示一致。

(4) 将所有的元器件通过连线连接起来。

注意:电压源、电压表的正负极性。

(5) 检查电路有无错误。

(6) 对该绘图文件进行保存,注意文件的类型为(design file)要保留。

(7) 按下proteus 界面左下方按纽对文件进行仿真。

(8)读取电流表的读数,将读数填到相应的表格中。

待测I1 (mA) I2 (mA) I3(mA)ΣI值理论计算值仿真数据实测数据读取电压表的读数,将读数填到表相应的表格中。

回路1(FADEF)U FA(V) U AD(V) U DE(V) U EF(V) ΣU理论计算值仿真数据(9)实验完成后,将保存好的绘图文件另存到教师指定的位置,并结合实验数据完成实测量电压U1 (V)U2(V)U3(V)U4(V)U5(V)U6(V)ΣU = ?(V )二、注意事项1、每个电路中均必须接有接地点,且与电路可靠连接(即接地点与电路的连接处有黑色的结点出现)。

2、改变电阻的阻值时,需要在Resistor(电阻)器件的元器件属性(Resistor Properties)对话框中选择Value/Resistance(R)选项,在其后的框中填写阻值,前一框为数值框,后一框为数量级框,填写时注意两个框的不同。

3、测量电压时应该把直流电压表并联在电路中进行测量,电路中电压表粗线接线端要与欲测电路的负极相连,另一个接线端则与欲测电路的正极相连,使用时应特别注意电压表的极性。

4、基于绘图美观的考虑,可将电压表通过工具栏中的“翻转”快捷键调整到与待测器件或电路平行的状态再连线。

5、电压表测量模式选择默认的直流模式,即在Voltmeter(电压表)器件的元器件属性(Voltmeter Properties)对话框中选择Value/mode/DC 选项,另在Label/Label 对话框中可为电压表命名。

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