电路分析实验箱--基尔霍夫定律
一、实验目的
1、加深对基尔霍夫定律的理解,用实验数据验证基尔霍夫定律。
2、学会用电流表测量各支路电流。
二、实验原理
1、基尔霍夫电流定律(KCL):基尔霍夫电流定律是电流的基本定律。即对电路中的任一个节点而言,流入到电路的任一节点的电流总和等于从该节点流出的电流总和,即应有∑I=0。
2、基尔霍夫电压定律(KVL):对任何一个闭合回路而言,沿闭合回路电压降的代数总和等于零,即应有∑U=0。这一定律实质上是电压与路径无关性质的反映。
基尔霍夫定律的形式对各种不同的元件所组成的电路都适用,对线性和非线性都适用。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
序号 |
名称 |
型号与规格 |
数量 |
备注 |
1 |
可调直流稳压电源 |
0~12V |
1 |
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2 |
直流稳压电源 |
5V 、 12V |
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3 |
万用表 |
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1 |
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4 |
直流数字毫安表 |
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1 |
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5 |
直流数字电压表 |
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1 |
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四、实验内容
实验线路如图3-1。把开关K1接通U1,K2接通U2,K3接通R4。就可以连接出基尔霍夫定律的验证单元电路,如图3-2。
图3-1
图3-2
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3-2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、FBCEF。
2、分别将两路可调直流电压源接入电路,令U1 = 8V,U2 = 12V。
3、用电流表分别测量三条支路的电流,并记录电流值。
4、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。
被测值 |
I1
mA |
I2
mA |
I3
mA |
U1
(V) |
U2
(V) |
UFA
(V) |
UAB
(V) |
UAD
(V) |
UCD
(V) |
UDE
(V) |
计算值 |
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测量值 |
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相对误差 |
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五、实验注意事项
1、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。
2、防止稳压电源两个输出端碰线短路。
3、所读得的电压或电流值的正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。
4、测量时,应先估算电流、电压的大小,以选择合适的量程,以免损坏电表。
5、若用指针式电流表进行测量时,若指针反偏(电流为负值时),此时必须调换电流表极性,重新测量,此时指针正偏,但读得的电流值必须冠以负号。
六、预习思考题
1、根据图3-2的电路测量参数,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,若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流,在什么情况下可能出现指针反偏,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,选定节点A,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、将支路和闭合回路的电流方向重新设定,重复1、2两项验证。
4、误差原因分析。