电路实验2基尔霍夫定律的验证

实验二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

2．加深理解“节点电流代数和”及“回路电压代数和”的概念

3．加深对参考方向概念的理解

二、原理

基尔霍夫节点电流定律

∑

I=

基尔霍夫回路电压定律

∑

U=

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。

三、实验仪器和器材

1．0-30V可调直流稳压电源

2．+15直流稳压电源

3．200mA可调恒流源

4．电阻

5．交直流电压电流表

6．实验电路板

7．短接桥

8．导线

四、实验内容及步骤

1．验证基尔霍夫电流定律（KCL）

可假定流入该节点的电流为正（反之也可），并将电流表负极接在节点接口上，电流表正极接到支路接口上进行测量。测量结果如2-1所示。

图2-1

2． 验证基尔霍夫回路电压定律（KVL ）

用短接桥将三个电流接口短接 ，测量时可选顺时针方向为绕行方向，并注意电压表的指针偏转方向及取值的正与负，测量结果如表2-2所示。

表2-2 验证基尔霍夫电压定律 U AB U BE U EF U FA 回路U ∑

U BC

U CD

U DE

U EB

回路U ∑

计算值 1.7 5.6 2.7

-10

0 -5.14 15.0 -4.23 -5.63 0 测量值 1.7 5.7

2.6 -9.5

0.5 -4.9 14.5 -4.1

-5.4

0.1 误差

-0.1 0.1 -0.5

-0.5

-0.24 0.5 -0.13 -0.23

-0.1

图2-2

五、思考题

1.利用表2-1和表2-2中的测量结果验证基尔霍夫两个定律。

2-1测量结果显示流入同一节点的电流之和为零，2-2显示回路电压之和为零，由此可知基尔霍夫定律成立。

2.利用电路中所给数据，通过电路定律计算各支路电压和电流，并计算测量值与计算值之

间的误差，分析误差产生的原因。

原因：在读取电压表或电流表时指针位于两个刻度之间，造成读数时的误差；实验仪器的电阻值可能不完全相等于标出值；计算时产生无限不循环小数，使得保留小数时产生误差。

3.回答下列问题

（1）已知某支路电流约为3mA，现有一电流表分别有20mA、200mA和2A三挡量程，你将使用电流表的哪档量程进行测量？为什么？

20mA.因为3mA在200mA和2A的量程下偏转的角度太小，造成的误差大；而选择20mA 的量程可以使偏转角度增大，尽可能的占据表盘，测量的误差偏小。

（2）改变电流或电压的参考方向，对验证基尔霍夫定律有影响吗？为什么？

没有影响。基尔霍夫电压定律的根本原理是回路电压之和为零，基尔霍夫电流定律的根本原理是流入任一节点的电流代数和为零。而改变电流或电压的参考方向会使相应的数据都变为原来的相反数。因此，改变电压或电流方向，都不会影响电压之和为零和回路电流相等这一根本规律，所以对验证基尔霍夫定律没有影响。