电工电子技术实验一

实验一 基尔霍夫定律的验证

一．实验目的

1．验证基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL），加深对基尔霍夫定律的理解。 2．掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。 3．通过对电路中个点电压的测量，加深对电位、电压以及它们之间关系的理解。 4. 通过实验进一步加强对参考方向的掌握和运用能力。

二．预习内容

1.复习基尔霍夫定律。

2.阅读本书中有关仪器仪表的使用方法。

3. 根据图3－1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3－2中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。

三．原理说明

1. 基尔霍夫电流定律（KCL）：

在集总电路中，任何时刻，对任意结点，所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零，即对任一结点有

I0或I入I出

如果流出结点的电流前面取“+”号，则流入节点的电流前面取“-”号。电流是流出结点还是流入结点，均由电流的参考方向来判断。

2. 基尔霍夫电压定律（KVL）：

在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零，即沿任一回路有

u0

上式取和时，需要任意指定一个回路的绕行方向，如果支路电压的参考方向与回路的绕行方向一致，前面取“+”号；如果支路电压的参考方向与回路的绕行方向相反，前面取“-”号。

3.参考方向与实际方向的关系

电压、电流的实际方向可以根据电压表、电流表测量结果的正负来判断。而在电路分析中，当涉及电路的电压（电流）时，为了分析、计算方便而人为设定的电压（电流）的方向就是参考方向。当元件电压（电流）的参考方向与实际方向一致时，电压（电流）取正；当元件电压（电流）的参考方向与实际方向相反时，电压（电流）取负。

四．实验设备

1．直流数字电压表、直流数字电流表； 2．恒压源（双路0～30V可调）； 3．MEEL－06组件。

五．实验内容

实验电路如图3－1所示，图中的电源US1用恒压源I路0～＋30V可调电压输出端，并将输出电压调到＋6V，US2用恒压源II路0～＋30V可调电压输出端，并将输出电压调到

＋12V（以直流数字电压表读数为准）。开关S1 投向US1 侧，开关S2 投向US2 侧，开关S3 投向R3侧。

510FS1R1A1kR2BS2VDR35106.0I1I3S3I2510ER4D330R5C实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。

1．熟悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字电流表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字电流表的黑（负）接线端。

2．测量各支路电流

将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值。按规定：在结点A，电流表读数为„＋‟，表示电流流入结点；读数为„－‟，表示电流流出结点，然后根据图3－1中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表3－1中。

表3－1 支路电流数据

支路电流计算值 测量值 相对误差 U U I I I ∑ 3．测量元件电压

用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值，将数据记入表3－2中。测量时电压表的红（正）接线端应插入被测电压参考方向的高电位端，黑（负）接线端插入被测电压参考方向的低电位端。

表3－2 各元件电压数据

各元件电压US1 US2 UR1 UR2 UR3 UR4 UR5 ∑U 计算值测量值相对误差 五．实验注意事项

1．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。 2．防止电源两端碰线短路。

3．若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“＋、－”极性，倘若不换接极性，则电表指针可能反偏而损坏设备（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。

六．思考题

1．在图3－1的电路中，A、D两结点的电流方程是否相同？为什么？ 2．在图3－1的电路中可以列几个电压方程？它们与绕行方向有无关系？

3．实验中，若用指针万用表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏？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．实验报告要求

1．回答思考题。

2．根据实验数据，选定实验电路中的任一个结点，验证基尔霍夫电流定律（KVL）的正确性。

3．根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证基尔霍夫电压定律（KCL）的正确性。

4．写出实验中检查、分析电路故障的方法，总结查找故障的体会。