電路分析實驗箱--基爾霍夫定律

一、實驗目的
1、加深對基爾霍夫定律的理解,用實驗數據驗證基爾霍夫定律。
2、學會用電流表測量各支路電流。
 
二、實驗原理
1、基爾霍夫電流定律（KCL）：基爾霍夫電流定律是電流的基本定律。即對電路中的任一個節點而言，流入到電路的任一節點的電流總和等于從該節點流出的電流總和，即應有∑I=0。
2、基爾霍夫電壓定律（KVL）：對任何一個閉合回路而言，沿閉合回路電壓降的代數總和等于零，即應有∑U=0。這一定律實質上是電壓與路徑無關性質的反映。
基爾霍夫定律的形式對各種不同的元件所組成的電路都適用，對線性和非線性都適用。運用上述定律時必須注意各支路或閉合回路中電流的正方向，此方向可預先任意設定。

三、實驗設備

序號	名稱	型號與規格	數量	備注
1	可調直流穩壓電源	0～12V	1
2	直流穩壓電源	5V 、 12V
3	萬用表		1
4	直流數字毫安表		1
5	直流數字電壓表		1

四、實驗內容
實驗線路如圖3-1。把開關K1接通U1，K2接通U2，K3接通R4。就可以連接出基爾霍夫定律的驗證單元電路，如圖3-2。

圖3-1

圖3-2
 
1、實驗前先任意設定三條支路和三個閉合回路的電流正方向。圖3-2中的I1、I2、I3的方向已設定。三個閉合回路的電流正方向可設為ADEFA、BADCB、FBCEF。
2、分別將兩路可調直流電壓源接入電路，令U1 = 8V，U2 = 12V。
3、用電流表分別測量三條支路的電流，并記錄電流值。
4、用直流數字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，記錄之。
 

被測值	I1 mA	I2 mA	I3 mA	U1 (V)	U2 (V)	UFA (V)	UAB (V)	UAD (V)	UCD (V)	UDE (V)
計算值
測量值
相對誤差

五、實驗注意事項
1、所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數為準。U1、U2也需測量，不應取電源本身的顯示值。
2、防止穩壓電源兩個輸出端碰線短路。
3、所讀得的電壓或電流值的正、負號應根據設定的電流參考方向來判斷。
4、測量時，應先估算電流、電壓的大小，以選擇合適的量程，以免損壞電表。
5、若用指針式電流表進行測量時，若指針反偏（電流為負值時），此時必須調換電流表極性，重新測量，此時指針正偏，但讀得的電流值必須冠以負號。
 
六、預習思考題
1、根據圖3-2的電路測量參數，計算出待測的電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實驗測量時，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。
2、實驗中，若用指針式萬用表直流毫安檔測各支路電流，在什么情況下可能出現指針反偏，應如何處理？在記錄數據時應注意什么？若用直流數字毫安表進行測量時，則會有什么顯示呢？
 
七、實驗報告
1、根據實驗數據，選定節點A，驗證KCL的正確性。
2、根據實驗數據，選定實驗電路中的任一個閉合回路，驗證KVL的正確性。
※3、將支路和閉合回路的電流方向重新設定，重復1、2兩項驗證。
4、誤差原因分析。