1、实验一 基尔霍夫定律验证【实验目的】1练习电路接线，正确使用稳压电源；2通过实验验证基尔霍夫电流定律和电压定律，巩固所学理论知识；3加深对参考方向概念的理解。【实验仪器】双输出直流稳压电源，每组 1A30V 可调一台指针式万用表一个电工实验台【实验原理】1、基尔霍夫节点电流定律：电路中任意时刻流进（或流出）任一节点的电流的代数和等于零。其数学表达式为： I 02、基尔霍夫回路电压定律：电路中任意时刻，沿任意闭合回路，电压的代数和等于零。其数学表达式为： U 0参考方向：KCL 和 KVL 表达式中的电流和电压都是代数量，它们除具有大小之外，还有方向，其方向是以它量值的正、负表示的。人们通常在电
2、路中假定一个方向为参考，称为参考方向，当电路中的电流（或电压）的实际方向与参考方向相同时取正值，其实际方向与参考方向相反时取负值。例如，测量某节点各支路电流时，可以设流入该节点的电流方向为参考方向（反之亦然） 。将电流表负极接到该节点上，而将电流表的正极分别串入各条支路，当电流表指针正向偏转时，说明该支路电流是流入节点的，与参考方向相同，取其值为正；若指针反向偏转，说明该支路电流是流出节点的，与参考方向相反，倒换电流表极性，再测量，取其值为负。测量某闭合电路各电压时，也应假定某一绕行方向为参考方向，按绕行方向测量各电压时，若电压表指针正向偏转，则该电压取正值，反之取负值。3、支路电流法：所谓支
3、流电流法，就是以各支路电流为未知量，应用基霍夫守电流与电压定律列出方程式组，联立求解各支路电流的方法。利用支路电流法解题的步骤：（1）任意标定各支路的电流的参考方向和网孔回路绕行方向。（2）用基尔霍夫定律列出节电电流方程。有 n 个节点，就可以列出 n-1 个独立电流方程。（3）用基尔霍夫电压定律列出 l=b-（n-1）个网孔回路方程。说明：l 指的是网孔数，b 指是支路数，n 指的是节点数。（4）代入已知数据求解方程组，确定各支路电流及方向。如：试用支路电流法求图 1 中的两台直流发电机并联电路中的负载电流 I及每台发电机的输出电流 I1 和 I2。已知：R1=1，R2=0.6，R=24，E
4、1=130V，E2=117V。解：（1）假设各支路电流和网孔回路绕行方向如图示。（2）列 KCL 方程该电路有 A、B 两个节点，故只能列一个节点电流方程。对于节点 A有：I1+I2=I （3）列网孔电压方程选择网孔作回路，其方向如图示。对左、右两个回路可列电压方程：I1 R1- I2 R2+ E2-E1=0 I R+I2 R2- E2=0 （4）联立方程，代入已知条件，可得：-I1-I2+I=0I1-0.6I2=130-1170.6I2+24I=117解得各支路电流为：I1=10A I2=-5A I=5A从计算结果，可以看出发电机 E1 输出 10A 的电流 ，发电机 E2 输出-5A 的电
5、流，负载电流为 5A。【实验内容】1、本实验线路图如下所示：图 2-1图中各电阻的标称值是：R1=430，R2=1k， ，R3=620；E1=25V，E2=10V 为直流稳压电源的输出电压。2、熟悉实验台直流电路单元板，弄清板上每个插孔的作用，用万用表测出每个电阻的阻值，记在图 2-1 对应的每个电阻的旁边。注意转换开关档位选择。3、按图 2-1 电路接线，并将直流稳压电源左右两组输出分别作为 E1、E2 接至电路，请教师检查后进行下一步。4、接通稳压电源开关，分别调节其两组输出，同时用万用表（直流电压档）测量，使 E1=25V，E2=10V。注意转换开关档位选择。5、用万用表测量图 2-1
6、中 b 节电个支路电流 I1、I2、I3。将万用表的直流电流量程转换开关拨至 500mA 档，然后去掉支路 1 中的短接线，串入万用表，使电流从“+”流入， “-”流出，读出电流值，填入表 2-1 中。如果数值小不易读准，可适当减小量程，以能清楚读数为宜。用同样方法测量I2、I3。表 2- 1被测量项目 I1（mA） I2（mA） I3（mA） 节点 b实验值 I 理论值 I 误差I2I1I325V 10V+-+-R2R3注意：测量电流时，电流表的“+” 、 “-”极性应按图 2-1 所标电流的参考方向去接，如表针反指，说明电流的实际方向与参考方向相反，应按实际方向串入电流表，其电流读数应记左
7、负值。6、用万用表测量图 2-1 种各支路的电压 Uab、Ubc、Ucd、Uda、Udb。将万用表直流电压量程转换开关拨至 50V 档，然后将万用表依次与各被测量支路并联，使“+”端接高电位， “-”端接低电位，读出电压值，填入表 2-2 中。注意适当选用量程。表 2- 2被测量项目Uab（V） Ubc Ucd Uda Udb 回路 abcda 回路 abda实验值 U U 理论值 U U 误差【实验报告】1、把测出数据填入表中，根据实测值验证基尔霍夫定律的正确性。2、根据实验电路的各电阻值及电源的电压，计算图 2-1 个支路电流、电压，与实测值比较，计算误差并简要分析产生误差的原因。3、说明实际电流方向与参考方向的关系。4、思考题：电压和电位有什么区别?如何确定电压、电流的实际方向?
