实验二基尔霍夫定律 21实验目的 (1)验证基尔霍夫定律 (2)学会测定电路的开路电压与短路电流:加深对参考方向的理解。 22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。它概括了集总电 路中电流和电压分别应遵循的基本规律。 基尔霍夫电流定律(KCL); “在集总电路中,任何时刻,对任一节点,所有支路的电流代数和恒等于 零。”即:∑I=0。 基尔霍夫电压定律(KVL) 在集总电路中,任何时刻,对任一回路,所有支路的电压代数和恒等于 零。”即:∑U=0。 电路中各个支路的电流和支路的电压必然受到两类约束,一类是元件本身造 成的约束,另一类是元件相互联结造成的约束,基尔霍夫定律表述的是另一类 约束 参考方向:在电路理论中,参考方向是一个重要的概念,它有具体的意义 电路中,我们不知道某一个元件两端电压的真实极性或流过电流的真实流向, 只有预先假定一个方向,这方向就是参考方向。在测量或计算中,如果得出某 个元件两端的极性或电流的流向与参考方向相同,则把该电压值或电流值取 为正。否则把该电压值或电流值取为负,以表示电压极性或电流的流向与参考 方向相反。 23预习要求 (1)复习课本中的相关部分和有关资料。 (2)阅读实验讲义,了解实验原理和内容步骤。 4实验内容与步骤 241测定及计算支路电流和电压 (1)根据图2.1,先设定支路的电流I1、I2、I和回路电流ImIm2的参考方 向。 (2)根据图2.1中的元件的参数,计算出电流I1、I2、I3和各支路的电压值 图2
1 实验二 基尔霍夫定律 2.1 实验目的 （1） 验证基尔霍夫定律。 （2） 学会测定电路的开路电压与短路电流；加深对参考方向的理解。 2.2 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。它概括了集总电 路中电流和电压分别应遵循的基本规律。 基尔霍夫电流定律（KCL）； “在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有支路的电流代数和恒等于 零。”即：∑I=0。 基尔霍夫电压定律（KVL）； “在集总电路中，任何时刻，对任一回路，所有支路的电压代数和恒等于 零。”即：∑U=0。 电路中各个支路的电流和支路的电压必然受到两类约束，一类是元件本身造 成的约束，另一类是元件相互联结造成的约束，基尔霍夫定律表述的是另一类 约束。 参考方向：在电路理论中，参考方向是一个重要的概念，它有具体的意义。 电路中，我们不知道某一个元件两端电压的真实极性或流过电流的真实流向， 只有预先假定一个方向，这方向就是参考方向。在测量或计算中，如果得出某 一个元件两端的极性或电流的流向与参考方向相同，则把该电压值或电流值取 为正。否则把该电压值或电流值取为负，以表示电压极性或电流的流向与参考 方向相反。 2.3 预习要求 （1） 复习课本中的相关部分和有关资料。 （2） 阅读实验讲义，了解实验原理和内容步骤。 2.4 实验内容与步骤 2.4.1 测定及计算支路电流和电压 （1） 根据图 2.1，先设定支路的电流 I1 、I2 、I3和回路电流 Im1 Im2的参考方 向。 （2） 根据图 2.1 中的元件的参数，计算出电流 I1 、I2、 I3和各支路的电压值。 图 2.1
242基尔霍夫电流定律(KCL)的验证 在图2.1中,在支路FA、AB、AD加入三只电流表,以测量电流电流I、 Ⅰ2、I3。测量电流时,注意毫安表的极性和量程是否适当。把计算与测量出的电 流I、I2、I3值,记入表2.1。 表21 单位(mA)计算值测量值误差(%) 243基尔霍夫电流定律(KVL)的验证 在图2.1中,用数字万用表依次测量出回路 ABCDEFA的支路电压UAB.UBC UCD、 UDE UEE UFA等以及回路 ABCDA的支路电压UAB. UBC UCD. UDA。选择数 字万用表的量程与上述测量电流时类似,并把计算值与测量值的支路电压值记 入表22中 表22 项目 UAB UBC UCD UDE UEF UFA|UbA (ABCDEFA)(ABCDA 计算值 测量值 误差(%) 切断电源后,将支路AD上的电阻去掉,测量AD开路的开路电压。另外测 量AD间的短路电流以及短路电压,并将测量结果填入表2.3,与AD间的未短 路电流以及电压相比较。 表23 AD开路开路电压UAD= 开路电流=0 AD短路短路电压UAD=0 正路 25注意事项 (1)指针式直流仪表使用时注意极性。最好用点接触法判定极性以后,再 把直流电流表接入相应支路,并合理选择数字万用表的量程和电流表 的量程。 (2)该接电路,一定要先切断电源,确认该接电路无误后,在接通电源。 (3)测得的电流和电压,应根据所假定的参考方向,分别标上相应的正、 负号。 26报告要求 (1)按任务1-4要求列出测量结果。 (2)得出相应的结论。 27仪器设备 通用电学实验台直流电流表3只数字万用表导线一批元件一批
2 2.4.2 基尔霍夫电流定律（KCL）的验证 在 图 2.1 中，在支路 FA、AB、AD 加入三只电流表，以测量电流电流 I1 、 I2 、I3。测量电流时，注意毫安表的极性和量程是否适当。把计算与测量出的电 流 I1 、I2、 I3值，记入表 2.1。 表 2.1 单位（mA） 计算值 测量值 误差（%） I1 I2 I3 2.4.3 基尔霍夫电流定律（KVL）的验证 在图 2.1 中，用数字万用表依次测量出回路 ABCDEFA 的支路电压 UAB、UBC、 UCD、UDE、UEF、UFA等以及回路 ABCDA 的支路电压 UAB、UBC、UCD、UDA。选择数 字万用表的量程与上述测量电流时类似，并把计算值与测量值的支路电压值记 入表 2.2 中。 表 2.2 项目 UAB UBC UCD UDE UEF UFA UDA ∑U （ABCDEFA） ∑U （ABCDA） 计算值 测量值 误差（%） 切断电源后，将支路 AD 上的电阻去掉，测量 AD 开路的开路电压。另外测 量 AD 间的短路电流以及短路电压，并将测量结果填入表 2.3，与 AD 间的未短 路电流以及电压相比较。 表 2.3 AD 开路 开路电压 U AD= 开路电流=0 AD 短路 短路电压 UAD=0 短路电流 Id= 2.5 注意事项 （1） 指针式直流仪表使用时注意极性。最好用点接触法判定极性以后，再 把直流电流表接入相应支路，并合理选择数字万用表的量程和电流表 的量程。 （2） 该接电路，一定要先切断电源，确认该接电路无误后，在接通电源。 （3） 测得的电流和电压，应根据所假定的参考方向，分别标上相应的正、 负号。 2.6 报告要求 （1） 按任务 1-4 要求列出测量结果。 （2） 得出相应的结论。 2.7 仪器设备 通用电学实验台 直流电流表 3 只 数字万用表 导线一批 元件一批