实验二基尔霍夫定律的验证;(1)验证基尔霍夫定律,加深对基尔霍夫定律的理解。
(2)研究电路中各点电位与参考点的关系。
(3)掌握电子仪表的使用和直流电路的实验方法,学习检查、分析电路简单故障的能力。;(1)了解本实验的目的、原理和方法。
(2)计算各表中要求的电压、电流理论值,写出计算过程。;数字万用表、直流稳压电源、电路分析实验箱。;(1)基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律,它们分别用来描述结点电流和回路电压的规律。
对电路中的任一结点而言,在设定电流的参考方向下,应有ΣI=0。一般定义流入结点的电流相加,流出结点的电流相减。
对任何一个闭合回路而言,在设定电压的参考方向下,绕行一周,应有ΣU=0。一般定义参考方向与绕行方向一致的电压相加,参考方向与绕行方向相反的电压相减。;验证步骤:
①在实验前,必须设定电路中所有电流、电压的参考方向,建议电阻的电压参考方向与电流参考方向关联,电源的参考方向与标示一致。
②按照设定的电流、电压参考方向,测试电流电压数值。测量电压时,设定参考方向电压的正极应接电压表正极,设定参考方向电压的负极应接电压表负极;测量电流时,设定参考方向电流应从电流表正极流入,负极流出。
③按照电流定律和电压定律的一般定义规则求代数和。;(2)电位:在直流电路中,电位是相对参考点的电压;参考点不同,各点的电位也不同,任意两点间电位差即电压与参考点无关。;直流电压源US1为+6V,直流电压源US2为+12V。开关S1投向US1侧,开关S2投向US2侧,开关S3投向R3侧。
以A节点验证KCL,以ADEF构成回路I和ABCD构成回路Ⅱ验证KVL,实验前先设定三条支路的电流参考方向,如图中的I1、I2、I3所示,并熟悉线路结构,掌握各开关的操作使用方法。
;(1)验证KCL定理
使用直流电流表按表5.3.1的要求进行测量,以验证KCL定理。
按照设定的参考方向将电流表接入电路,使电流由电流表的正极流入、负极流出,读出各个支路电流值,并记入表5.3.1中。
;(2)验证KVL定理
使用直流电压表按表5.3.2的要求进行测量,以验证KVL定理。
用直流电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值,将数据记入表5.3.2中,并计算回路电压代数和。测量时电压表的红(正)接线端应连接被测电压参考方向的正极,黑(负)接线端应连接被测电压参考方向的负极。
;(3)电位的研究
在实验电路中,分别以F、E、D为参考点,使用直流电压表按表5.3.3的要求,测量各点电位值,计算电位差。
;(1)在测量电压、电流时,怎样确定数值的正负?求电压、电流代数和时,怎样确定数值的加减?
(2)根据实验数据进行分析:选定实验电路中的任一个结点,验证霍夫电流定律(KCL)的正确性;选定实验电路中的任一个闭合回路,验证基尔霍夫电压定律(KVL)的正确性。
;谢谢