基尔霍夫定律的验证及故障判定
一、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。
二、原理说明
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，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。
运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。
三、实验设备
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序号 |
名称 |
型号与规格 |
数量 |
备注 |
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1 |
直流可调稳压电源 |
0~30V |
二路 |
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2 |
万 用 表 |
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1 |
自备 |
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3 |
直流数字电压表 |
0~200V |
1 |
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4 |
电位、电压测定实验电路板 |
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1 |
DG-01 |
四、实验内容
实验线路如下图，用DG-01挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。
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1. 实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图5-1中的I1、I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。
2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。
3. 熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”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及电阻元件上的电压值，记录之。
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被测量 |
I1(mA) |
I2(mA) |
I3(mA) |
U1(V) |
U2(V) |
UFA(V) |
UAB(V) |
UAD(V) |
UCD(V) |
UDE(V) |
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计算值 |
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测量值 |
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相对误差 |
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五、实验注意事项
1. 同实验五的注意1，但需用到电流插座。
2．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。 U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。
3. 防止稳压电源两个输出端碰线短路。
4. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时， 如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。
六、预习思考题
1. 根据图5-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。
2. 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？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？
七、实验报告
1. 根据实验数据，选定节点A，验证KCL的正确性。
2. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。
3. 将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重复1、2两项验证。
4. 误差原因分析。
5. 心得体会及其他。