文档介绍：《电路与电子学》实验指导书
山东建筑大学信息与电气工程学院
实验一基尔霍夫定律及电位、电压关系的验证
一、实验目的
1、验证基尔霍夫电流定律和电压定律,巩固所学的理论知识。
2、学****电位的测量方法,加深对电位、电压概念的理解。
二、实验原理
基尔霍夫定律是电路的基本定律。它包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。
对电路中的任一节点,各支路电流的代数和等于零,即。此定律阐述了电路任一节点上各支路电流间的约束关系,且这种约束关系与各支路元件的性质无关,无论元件是线性的或非线性的、含源的或无源的、时变的或非时变的。
对任何一个闭合电路,沿闭合回路的电压降的代数和为零,即。此定律阐述了任一闭合电路中各电压间的约束关系,这种关系仅与电路结构有关,而与构成电路的元件性质无关,无论元件是线性的或非线性的、含源的或无源的、时变的或非时变的。
KCL、KVL表达式中的电流和电压都是代数量,除具有大小外,还有方向,其方向以量值的正负表示。通常,在电路中要先假定某方向为电流和电压的参考方向。当它们的实际方向与参考方向相同时,取值为正;相反时,取值为负。
测量电位首先要选择电位参考点,电路中某点的电位就是该点与参考点之间的电压。电位参考点的选择是任意的,且电路中各点的电位值随所选电位参考点的不同而变,但任意两点间的电位差即电压不因参考点的改变而变化。所以,电位具有相对性,而电压具有绝对性。
三、实验仪器和设备
1台
1块
1块
1块
四、预****要求
,根据本次实验电路的参数,估算出待测电流、电压。
、电压的概念及其计算方法,根据本次实验电路的参数,估算出不同参考点时的待测电位值及电压。
五、实验内容及步骤
(KCL)
本实验通过直流电路单元板进行。。在接入电源US1、US2之前,应将直流稳压电源输出“细调”旋钮调至最小位置,然后打开电源开关,调整输出“细调”旋钮,使直流稳压电源两路输出分别为US1 = 10V,US2 = 18V,然后将US1和US2接到电路上。
图中X1-X2、X3-X4、X5-X6分别为节点B的三条支路电流测量接口。测量某支路电流时,将电流表的两支表笔插入该支路接口上,并将另两个接口用导线短接。实验前先设定三条支路电流的参考方向,可假定流入节点的电流为正(反之亦可),并将表笔负极接在靠近节点的接口上,表笔正极接在远离节点的接口上。若测量时指针正向偏转,则为正值;若反向偏转,则调换表笔正负极,重新读数,其值取负。。
注:图中X1-X2、X3-X4、X5-X6若为电流插口时,可将电流插头的两个接头与电流表接好,然后再将其插入电流插口,即可从电流表上读数。
验证基尔霍夫电压定律(KVL)
,用导线将三个电流接口短接。取回路ABEFA和回路BCDEB,用电压表依次测量两个回路中的各支路电压UAB、UBE、UEF、UFA和UBC、UCD、UDE、UEB, 。测量时,可选顺时针绕行方向为正方向,并注意电压表的指针偏转方向及取值的正、负。如测量电压UAB,将“正”表笔接在A点,“负”表笔接在B点。若指针正向偏转,则取值为正;若指针反向偏转,则应调换表笔,重新读数,其值取负。
、电压的测量
,分别以电路的D点、F点为参考点,测量电路中的A、B、C、D、E、F各点电位,。测电位时,应将电压表的“正”表笔接在被测点,“负”表笔接在电位参考点上。若指针正向偏转,则取值为正;若指针反向偏转,则应调换表笔,重新读数,其值取负。
测量上述每两点间的电压UAB、UBC、UCD、UBE、UDE、UEF、UFA、UAD,。根据以D、F点为参考点而测量的电位值,分别计算上述电压值,。
F
B
A
510Ω
R5
330Ω
R2
1kΩ
R4
510Ω
R1
510Ω
R3
+
US1
10V
–
+
US2
18V
–
S1
S2
E
D
C
I1
I2
I3
基尔霍夫定律及电位、电压关系的验证实验电路
X1
X2
X3
X4
X5
X6
计算值
测量值
I1(mA)
I2(mA)
I3(mA)
ΣI
单位:伏特
UAB
UBE
UEF
UFA
ΣU