验证基尔霍夫定律的实验结果

1.训练目的

（1）对基尔霍夫电压定律（KVL）和电流定律（KCL）进行验证，加深对两个定律的理解。

（2）学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。

2.原理说明

KCL和KVL是电路分析理论中最重要的基本定律，适用于线性或非线性、时变或非时变电路的分析计算。KCL和KVL是对电路中各支路的电流或电压的一种约束关系，是一种“电路结构”或“拓扑”的约束，与具体元件无关。而元件的伏安约束关系描述的是元件的具体特性，与电路的结构（即电路的节点、回路数目及连接方式）无关。正是由于二者的结合，才能衍生出多种多样的电路分析方法（如节点法和网孔法）。

KCL指出：任何时刻流进和流出任一个节点的电流的代数和为零，即

∑i（t）＝0　或　∑I＝0

KVL指出：任何时刻任何一个回路或网孔的电压降的代数和为零，即 ∑u（t）＝0　或　∑U＝0

运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。

3.训练设备

训练设备与实验2相同。

4.训练内容

训练线路如图2-3-1所示。

图2-3-1　训练线路

训练前先任意设定3 条支路的电流参考方向，如图2-3-1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。

分别将两路直流稳压源接入电路，令E1＝6 V，E2＝12 V，其数值要用电压表监测。(www.xing528.com)

熟悉电流插头和插孔的结构，先将电流插头的红、黑两接线端接至数字毫安表的“＋”、“－”极；再将电流插头分别插入3 条支路的3 个电流插孔中，读出相应的电流值，记入表2-3-1中。

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，数据记入表2-3-1中。

表2-3-1　基尔霍夫定律的验证

5.训练注意事项

（1）两路直流稳压源的电压值和电路端电压值均应以电压表测量的读数为准，电源的表盘指示只作为显示仪表，不能作为测量仪表使用，恒压源输出以接负载后为准。

（2）谨防电压源两端碰线短路而损坏仪器。

（3）若用指针式电流表进行测量，则要识别电流插头所接电流表的“＋”“－”极性。当电表指针出现反偏时，必须调换电流表极性重新测量，此时读得的电流值必须冠以负号。

6.思考题

（1）根据图2-3-1 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，记入表中，以便测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。

（2）若用指针式直流毫安表测各支路电流，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，则会有什么显示？

7.训练报告内容

（1）根据训练数据，选定训练电路中的任一个节点，验证KCL 的正确性； 选定任一个闭合回路，验证KVL 的正确性

（2）进行误差原因分析。

（3）写出本次实验的收获体会。