1.7 實踐項目 基爾霍夫定律的驗證

項目目的

熟悉儀器儀表的使用，會用電流插頭、插座測量各支路電流，加深對基爾霍夫定律的理解，搭接電路來驗證基爾霍夫定律。

設備材料

1）可調直流穩壓電源。

2）萬用表。

3）直流數字電壓表。

4）基爾霍夫定律、疊加原理電路板。

5）直流數字電流表。

1.7.1 任務1 驗證基爾霍夫電流定律

基爾霍夫電流定律是電路的基本定律之一。測量某電路的各支路電流，應能滿足基爾霍夫電流定律（KCL），即對電路中的任一個節點而言，應有∑i=0。不論是線性電路還是非線性電路，都是普遍適用的。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。

操作步驟及方法如下。

1）實訓基爾霍夫定律驗證接線圖如圖1-28所示。此處使用掛箱上的“基爾霍夫定律、疊加原理”電路板。

2）實驗前先任意設定3條支路電流正方向。如圖1-27中的I1、I2、I3的方向已設定。閉合回路的正方向可任意設定。分別將兩路直流穩壓源接入電路，令U1=6V，U2=12V。

3）熟悉電流插頭的結構，將電流插頭的兩端接至數字電流表的“+、-”兩端。將電流插頭分別插入3條支路的3個電流插座中，讀出并記錄電流值。將測量結果填入表1-5中。

4）驗證兩個節點的A和D的∑i是否等于0。將結果計入表1-6。

電流測量（mA）如表1-5所示。

基爾霍夫電流定律驗證如表1-6所示。

1.7.2 任務2 驗證基爾霍夫電壓定律

基爾霍夫電壓定律是電路的基本定律。測量某電路每個元件兩端的電壓，應能滿足基爾霍夫電壓定律（KVL），即對電路中的任何一個閉合回路而言，應有∑u=0。不論是線性電路還是非線性電路，都是普遍適用的。運用上述定律時必須注意各支路或閉合回路中電壓的正方向，此方向可預先任意設定。

1. 操作步驟及方法

1）實訓接線圖如圖1-28所示。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，將測量結果記入表1-7中。

電壓測量（V）如表1-7所示。

2）驗證兩個回路ABCDA和ADEFA的∑u是否等于零。將結果記入表1-8中。

基爾霍夫電壓定律驗證如表1-8所示。

2. 注意事項

1）調節電壓時注意電壓的量程。

2）網絡元件阻值與所給參考接線圖1-28不一致時，可以按現有的電阻重新組成電路進行測試。

3）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。

4）防止穩壓電源兩個輸出端碰線短路。

5）用數顯電壓表或電流表測量，則可直接讀出電壓或電流值。但應注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負號應根據設定的電流參考方向來判斷。

3. 思考題

1）根據圖1-28的電路參數，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，可正確地選定電流表和電壓表的量程。

2）實驗中，若用指針式萬用表直流電流檔測各支路電流，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？若用直流數字電流表進行測量時，則會有什么顯示呢？

4. 項目報告

1）將實踐數據填入相應的表格中，選定節點A，驗證KCL的正確性。

2）根據實訓數據，選定任意一個閉合回路，驗證KVL的正確性。

3）將各支路電流和閉合回路的方向重新設定，重復驗證。

4）分析誤差原因。

5）小結對基爾霍夫定律的認識。