基尔霍夫定理的验证

基尔霍夫定理的验证

一、实验目的：

1、学会自己设计简单电路（至少三电阻两节点两电源）。

2、通过实验验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律普遍性

的理解。

3、进一步学会使用万用表。

4、初步了解Multism软件的使用，学会绘制简单的电路图。

二、实验环境

元器件：电环电阻、导线

硬件基础：可调直流稳压电源、数字万用表、面包板

软件基础：Multisim软件

三、实验原理

1、基尔霍夫定律：

1) 基尔霍夫电流定律（KCL）

对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。

即∑I=0

2) 基尔霍夫电压定律（KVL）

在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。即∑

U=0

2、欧姆定律

即电阻与流过它的电流的乘积就是它两端的电压。

四、实验内容

1、设计实验电路并画出电路图；

3、用万用表检测电路中每个回路中各个电阻的电压和电源电

压并记录；

4、用万用表检测电路中流过各节点的各支路的电流并记录；

5、运用记录下的数据验证基尔霍夫定律；

五、实验过程

1．对万用表进行自检，检查各种元件和仪器是否良好，并分别将两个电源调至5V和12V；

2．按照所做电路图在面包板上用电阻和导线连接，并将电源接入电路；

3．打开电源开关，用万用表测量各支路电流、各电阻的阻值以及电压并记录；

4．分析数据并得出结论；

电路图如下：

六、数据记录与分析

以图中箭头所示为电流与电压的参考方向（本图也是实际方向）

阻值电压电流

R1 3.61kΩ 3.34V 0.92mA

R2 105.9Ω 1.16V 11.77mA

R3 1kΩ10.8V 10.84mA

1．四环电阻和五环电阻的读数

R1：棕蓝黑棕金，理论数据3.6kΩ，实际读数为3.61kΩ

R2：棕黑黑黑棕，理论数据100Ω，实际值为105.9Ω

R3：棕黑黑棕棕，理论数据1kΩ，实际读数为1kΩ2．测量时要将万用表的正表笔和负表笔分别与电路图的正负相对应，若结果为负说明参考方向与实际方向相反；

3．另外由于硬件原因，电压实际输出并不是5V和12V，而是

4.5V和11.96V；

七、基尔霍夫定律的验证

1、关于KCL的验证

图中只有一个节点，流进的电流减流出的电流得到的代

数值应为0，而实际结果为0.92mA +10.84mA -11.77mA

=-0.01mA，误差在允许范围内，可以证明KCL公式的成

立。

2、关于KVL的验证

KVL即任一回路中的压降的代数和为零（按照参考方

向），

对于左回路，压降为3.34V +1.16V -4.5V=0，完全成立；

对于右回路，压降为1.16V +10.8V -11.96V=0，完全成立；

八、实验总结

实验结果误差很小，当然与实际测量了电压有一定关系，以5V为下限的输出电压实际输出确是4.5V，这一点必须亲自

动手测量才能知道。在测量基本正确电路又设计良好的情况下，在误差允许范围内，基尔霍夫定律验证还是被很成功的验证。

这次的实验相对而言比较好理解，容易掌握，但是我觉得这是我们自己设计电路的开始，千里之行，始于足下，这次的

实验对我们以后的电路设计起了一个很好的开头。