實(shí)驗(yàn)二 基爾霍夫定律的驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)二基爾霍夫定律的驗(yàn)證（驗(yàn)證性）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證基爾霍夫定律。二、實(shí)驗(yàn)器材1、可調(diào)直流穩(wěn)壓電源2、直流數(shù)字毫安表3、直流數(shù)字電壓表4、電路基礎(chǔ)試驗(yàn)箱三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．驗(yàn)證基尓霍夫電流定律（KCL），即驗(yàn)證：在電路中，任一時(shí)刻，任一節(jié)點(diǎn)，流過(guò)該節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒為零。基爾霍夫電流定律與支路上接的元件種類無(wú)關(guān)，對(duì)線性電路或是非線性電路都適用?；鶢柣舴螂娏鞫刹粌H適用于電路節(jié)點(diǎn)，還可以推廣運(yùn)用于電路中的任一假設(shè)封閉面。如下圖所示橢圓形封閉面所包圍的電路，有3條支路與電路的其它部分相連接，其電流為I1、I2、I3，則I1+I2+I3=0因?yàn)閷?duì)一個(gè)封閉面來(lái)說(shuō)，電流仍然必須是連續(xù)的，因此流經(jīng)該封閉面電流的代數(shù)和也應(yīng)該為零。2．驗(yàn)證基尓霍夫電壓定律（KVL），即驗(yàn)證：在電路中，任一時(shí)刻，沿任一回路循行一周，各段電壓的代數(shù)和恒為零。基爾霍夫電壓定律可以這樣理解：在電路中環(huán)繞任意閉合路徑一周，所有電壓降的代數(shù)和必須等于所有電壓升的代數(shù)和。如下圖所示：

四、實(shí)驗(yàn)電路圖圖2-1驗(yàn)證基爾霍夫定律和疊加定理的原理圖如上圖2-1，電流I1+I2-I3=0時(shí)符合基爾霍夫電流定律，UAB+UBC+UCD+UDE+UEF+UFA=0時(shí)符合基爾霍夫電壓定律。五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、驗(yàn)證基尓霍夫定律的操作過(guò)程實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：將可調(diào)電源中的兩路“0～30V可調(diào)輸出”直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)至最?。ㄕ{(diào)節(jié)旋鈕輕輕逆時(shí)針旋到底），并將恒流源的輸出粗調(diào)旋鈕撥到2mA檔，輸出細(xì)調(diào)旋鈕調(diào)至最小。將電源轉(zhuǎn)接箱和其下方的“AC220V輸出”通過(guò)所帶的插頭連接線連接電源插孔，并將電源轉(zhuǎn)接箱電源插孔通過(guò)紅、藍(lán)粗線和可調(diào)電源及測(cè)量?jī)x表一的電源插孔相連（L與L用紅線連接，N與N用藍(lán)線連接）。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)將測(cè)量?jī)x表一中的直流電壓表并接在可調(diào)電源兩端，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，分別調(diào)節(jié)兩路可調(diào)電源的輸出旋鈕，用直流電壓表監(jiān)測(cè)使兩路可調(diào)電源的輸出分別為E1=6V、E2=12V，然后斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。(2)從電路基礎(chǔ)試驗(yàn)箱（一）中找到“基爾霍夫定理/疊加原理”圖，并將圖中的開(kāi)關(guān)K1、K2向內(nèi)置于短路位置。(3)再按照實(shí)驗(yàn)原理圖2-1用導(dǎo)線將已調(diào)節(jié)好輸出電壓值的兩路直流穩(wěn)壓源E1、E2分別引到原理圖中的U1、U2口。(4)將電流插頭插入實(shí)驗(yàn)電路板中三條支路電流的I3測(cè)量插孔中，（插孔中未插入電流插頭時(shí)插孔兩邊的導(dǎo)線連通，插入電流插頭后兩邊導(dǎo)線只能通過(guò)電流插頭的兩根出線連通。）把數(shù)字多用表檔位選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“蜂鳴”檔位（在200Ω和二極管符號(hào)中間），并將數(shù)字多用表的紅表筆插入標(biāo)有“VΩ”符號(hào)的插孔中，黑表筆插入“COM”插孔中。用任一表筆的測(cè)量端連接電流插頭的兩根出線中的任一根接線端，另一表筆的測(cè)量端插到原理圖中的I1、I2、I3的節(jié)點(diǎn)A插孔中，如果數(shù)字多用表發(fā)出響聲，說(shuō)明電流插頭被測(cè)出線和節(jié)點(diǎn)A連接，根據(jù)I3電流方向可知應(yīng)把被測(cè)出線和直流毫安表的正極相接，另一出線和直流毫安表的負(fù)極相接。如數(shù)字多用表沒(méi)響聲，說(shuō)明電流插頭被測(cè)出線和下面電阻連接，應(yīng)接直流毫安表的負(fù)極。另一出線接直流毫安表的正極。直流毫安表用測(cè)量?jī)x表一中的直流電流表。如此判斷并正確連接直流電流表和電流插頭的兩根出線。(5)根據(jù)原理圖中的元件參數(shù)值估算待測(cè)量參數(shù)的量綱（在本次實(shí)驗(yàn)中，電流測(cè)量值應(yīng)小于10mA、電壓測(cè)量值應(yīng)小于12V），確定直流數(shù)字電壓表的量程為直流20V檔，直流數(shù)字毫安表的量程為直流20mA檔，將原理圖中的開(kāi)關(guān)K3撥到上面，使330Ω電阻接入電路。（6）將原理圖中的K1、K2開(kāi)關(guān)向外置于電源側(cè)，合上電源開(kāi)關(guān)，讀出直流電流表讀數(shù)I3，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記入表2—1中。（7）斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，將電源測(cè)量插頭拔下，分別插入I1,I2測(cè)量插孔中，重復(fù)步驟（4），（6）。測(cè)量I1,I2并計(jì)入表2-1中。表2－1基爾霍夫定律的驗(yàn)證內(nèi)容類別支路電流(mA)回路電壓（V）測(cè)量值(7)按照原理圖中所標(biāo)明的A、B、C、D、E、F各點(diǎn)位置，用數(shù)字多用表的直流電壓20V檔分別測(cè)量表2—1中所列的各段電路的電壓值，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記入表2—1中。在測(cè)量電壓時(shí)應(yīng)注意電壓表測(cè)量表筆與電路聯(lián)接時(shí)的極性（電壓表的+極性端應(yīng)與被測(cè)電壓下標(biāo)中的第一個(gè)字母對(duì)應(yīng)點(diǎn)相聯(lián)接），如果電壓表測(cè)量表筆與實(shí)驗(yàn)電路在聯(lián)接時(shí)極性不正確，電壓表的顯示數(shù)據(jù)前將出現(xiàn)一個(gè)負(fù)號(hào)。六、注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)前需要做充分的準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(2)在聯(lián)接電流表測(cè)量插頭時(shí)，應(yīng)注意測(cè)量插頭的紅、黑接線端應(yīng)與毫安表的+、—極（紅、黑接線柱）相對(duì)應(yīng)。(3)在本次實(shí)驗(yàn)中，如需電源不作用，應(yīng)相應(yīng)轉(zhuǎn)接電源控制開(kāi)關(guān)S1、S2至短路側(cè)，絕不允許將直流穩(wěn)壓電源的輸出端直接短路，那樣會(huì)損壞實(shí)驗(yàn)儀器。(4)在實(shí)驗(yàn)連線中、檢查實(shí)驗(yàn)連線時(shí)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后拆線時(shí)，均應(yīng)切斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源，在斷電狀態(tài)下操作。(5)實(shí)驗(yàn)完畢，拆線時(shí)用力不要過(guò)猛，以防止拔斷導(dǎo)線，最好是輕輕的旋拔。做完實(shí)驗(yàn)后，收拾好實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材，經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師檢查并簽字后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。七、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1、根據(jù)圖2－1的電路參數(shù)，計(jì)算出待