直流电路电流、电压和电位的实验研究

实验报告

实验名称|直流电路电流、电压和电位的实验研究姓名：何** 李**

学号：110****/110****

院系：计算机科学与技术学院

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直流电路电流、电压和电位的实验研究

1.实验目的

1）加深对基尔霍夫电流、电压定律的理解。

2）掌握电流、电压参考方向的意义和电位参考点的概念。

3）熟悉直流电源和直流仪表的使用方法。

4）学习直接测量中仪表的误差分析方法。

2.实验仪器

直流稳压电源，指针式、数字式直流电流表，指针式、数字式直流电压表，可调节电位器，导线若干，定值电阻若干等。

3.实验原理

1.基尔霍夫定律：

1）基尔霍夫电流定律：在任意时刻，任意结点上电流的代数和恒等于零。

基尔霍夫电流定律的表达式（KCL方程）：∑I =0。

2）基尔霍夫电压定律：在任意时刻，沿任意回路所有支路电压的代数和恒等于零。

基尔霍夫电压定律的表达式（KVL方程）：∑u =0。

2. 电位

电位常指某点到参考点的电压降。

电位有个很重要的特性就是零电位点。所谓零电位点，是指电路中电位相同的点。

零电位点的特点：零电位点之间电压差等于0。若用导线或电阻将等电位点连接起来其中没有电流通过，不影响电路原来工作状态。

4.实验步骤

1.KCL定律的研究

（1）按图1所示搭建电路。

（2）对a ,b两个结点研究KCL定律。

分别用指针式、数字式直流电流表测量a ,b两个结点的相关电流，将相关数据填入表一，验证该节点电流的代数和是否等于零（∑I =0），并计算测量误差。

图1 KCL的实验电路

2.KVL定律的研究

（1）按图2所示搭建电路。

（2）对整个闭合回路研究KCL定律。

根据电压的参考方向，分别用指针式、数字式直流电流表测量各个电阻上的电压，将相关数据填入表二，验证闭合回路中的所有支路电压的代数和是否等于零（∑u =0），并计算测量误差。

（3）对假想回路研究KCL定律。

在图2所示的电路中选取假想回路cdefgc，回路电流控制在10～20mA。根据电压的参考方向，分别用指针式、数字式直流电流表测量各个电阻上的电压，将相关数据填入表二，验证假想回路中的所有支路电压的代数和是否等于零（∑u =0），并计算测量误差。

图2 KVL的实验电路

5.注意事项

1）根据实验电路给定的原件参数，先计算出实验要求测量的各个参数的理论值，并根据理论值，选择电阻（额定功率和最大电流）、仪表的量程及极性。

2）由于实验提供的所有电源都只能输出功率（不能吸收功率），故设计电路时电源（电压源、电流源）电流只能流出而不能流入。

3）注意电源的正、负极性。熟悉直流稳压、稳流电源的使用。使用时，稳压电源不得短路！稳流电源不得开路！

4）熟悉直流仪表的使用，注意其量程和极性的选择，学会读取直流数字式仪表和指针式仪表的读数及极性。

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6．实验表格

实验 1

Us1= 10V，Us2=5V,R1= 300Ω，R2= 1kΩ，R3= 100Ω，R4=200Ω，R5=300Ω图1

图1 KCL的实验电路

表一

实验 2

Us1=10V，Us2=15 V,R1=300Ω，R2=200Ω，R3=300Ω，R4=560Ω，R5=200Ω图2

表二

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