基尔霍夫定律的验证实验报告
- 格式:doc
- 大小:112.50 KB
- 文档页数:5
实验目的
1.验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。
2.学会用电流插头、插座测量各支路电流。
3.运用multisim软件仿真。
实验仪器
可调直稳压电源、直流数字电压表、直流数字电流表、实验电路板
实验原理
1.基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及
每个元件两端的电压,能分别满足基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。即对电路中任一借点而言,应有∑I=0,对任一闭合电路而言,应有∑U=0.
实验内容与步骤
1.分别将两路直流稳压电源介入电路,令U
1=6V,U
2
=12V。(先调准
输出电压值,再接入实验线路)用DGJ-04挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路板。
2.实验前任意设定三条支路电流正方向,如图1-1中的I
1,I
2
,I
3
的方向已设定。闭合回路的正方向可任意设定。
3.熟悉电流插头的结构,将电流插头的两端接至数字电流表的“+、-”两端。
4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,读出并记录电流值。
5.用直流数字电压表分别测量两路电源以及电阻元件上的电压值,记录于表(1)。
6.将开关指向二极管,重新测量两路电源及电阻元件上的电压值,记录于表(2)。
7.将开关指向电阻,分别测量三种故障情况下的两路电源及电阻元件上的电压值,记录于表3、4、5.
图1
数据记录
表
1
图2
被测量 I 1(mA ) I 2(mA ) I 3(mA ) U 1(V) U 2(V) U FA (V) U AB (V) U AD (V) U CD (V) U DE (V )
计算值 1.93 5.99 7.92 6.00 12.00 0.98 -5.99 4.04 -1.98 0.98 测量值
2.00 6.00 7.98 6.13
12.11
1.02 -6.03 4.08 -1.98 1.02 相对误差
3.63%
0.17%
0.76%
2.17% 0.92%
4.08%
0.67%
0.99%
0.00%
4.08%
表2
表3 故障1:FA开路
表4 故障2:AD短路
表5 故障3:CD开路
思考题
1.根据图1-1的电路参数,计算出待测的电流I
1、I
2
、I
3
和各电
阻上的电压值,记入表中,以便实验测量时,可正确地选定电流表和电压表的量程。
2.在图1-1的电路中A、D两节点的电流方程是否相同?为什么?答:不相同,因为电流参考方向不一致,对应正负号不一致。
3.在图1-1的电路中可以列出几个电压方程?它们与绕行方向
有无关系?
答:3个,它们与绕行方向有关。
4.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?若用直流数字电流表进行测量时,则会有什么显示呢?答:用万用表测量时,当接线反接时指针会反偏;记录数据时注意电流的参考方向,若电流的实际方向与参考方向一致,电流取正号,反之,则取负号;若用直流数字电流表进行测量,显示结果会带有正负号,已经考虑了电流的方向。
实验报告要求
1.回答思考题;
2.根据实验数据,选定试验电路中的任一节点,验证基尔霍夫电
流定律(KCL)的正确性;
答:选择图1中的节点A,有2.00+6.00=7.98≈8.00,即 I1+I2=I3,
所以符合KCL定律。
3.根据实验数据,选定试验电路中的任一闭合回路,验证基尔霍
夫电压定律(KVL)的正确性;
答:图1中,EFAD回路中,有0.98+4.04+0.98=6.00,即U FA+U AD+U DE=U
1 所以符合KVL定律。
4.列出求解电压U EA和U CA的电压方程,并根据实验数据求出他
们的数值;
答:U EA=U ED+U DA=-1.02+(-4.08)=-6.10V;
U CA=U CD+U DA=-1.98+(-4.08)=-6.06V
5.写出实验中检查、分析电路故障的方法,总结查找故障体会;答:故障一:I1=0,I2=I3=
6.56,U AD=3.35,U FA=2.79,U DE=0,故应为FA开路;故障二:U AD=0,AD短路;故障三:U AB=0,U FA=U AD U DE =2.00,U CD=-10.00 ,CD开路。
6.运用multisim软件仿真。