实验2.1基尔霍夫定律和电位实验报告.doc

实验2.1 基尔霍夫定律与电位的测定 一、实验名称：基尔霍夫定律与电位的测定 二、实验任务及目的 1.基本实验任务 学习直流电路中电压、电流的测量方法；验证基尔霍夫电流、电压定律；测量电路中各点的电位。 2.扩展实验任务 学习判断故障原因和排除简单故障的方法。 3.实验目的 验证和理解基尔霍夫定律；学习电压、电流的的测量方法；学习电位的测量方法，用实验证明电位的相对性、电压的绝对性。 三、实验原理及电路 1.实验原理 R1 R2ΩR3+US1– R1 R2 Ω R3 + US1 – + US2 – E A *1 *2 *3 B D C I1 I2 I3 图2.1.1 基尔霍夫定律实验电路 F R4 R5 2.实验电路 四、实验仪器及器件 1.实验仪器 双路直流稳压电源1台，使用正常（双路输出电压是否正确而稳定）；直流电流表1台，使用正常（读数是否正确）；万用表1台，使用正常（显示是否正确而稳定）。 2.实验器件 电流插孔3个，使用正常（不接电流表时，是否电阻为零）；100Ω/2W电阻2个，200Ω/2W电阻1个，300Ω/2W电阻1个，470Ω/2W电阻1个，使用正常。 五、实验方案与步骤简述 1.用万用表直流电压档监测，调节直流稳压电源两路输出分别为16V和8V。 2.按图2.1.1接线，根据计算值，选择电流表、万用表合适量程，测量并记录实验数据。 六、实验数据 1.基本实验内容 图2.1.2 基尔霍夫定律multism11仿真图 表2.1.1 验证基尔霍夫定律数据记录及计算 项目 I1 I2 I3 ∑I UAB UBE UEF U ∑U UBC UCD UDE UEB ∑U (mA) (V) (V) 仿真值 17 - 5 22 0 7.833 6.5 1.667 - 16 0 - 1 8 - 0.5 - 6.5 0 测量值 误差% 图2.1.3 分别以E、B为参考点电位、电压测量multism11仿真图 表2.1.2 电位、电压测量数据记录及计算 项目 VA VB VC VD VE VF UAB UBC UCD UBE UDE UEF U UAD （V） （V） 参考点E 仿真值 14.333 6.5 7.5 - 0.5 0 - 1.667 7.833 - 1 8 6.5 - 0.5 1.667 - 16 14.833 参考点E 测量值 误差% 参考点B 仿真值 7.833 0 1 - 7 - 6.5 - 8.167 7.833 - 1 8 6.5 - 0.5 1.667 - 16 14.833 参考点B 测量值 误差% 2.扩展实验内容 分析扩展试验任务中常见故障原因。 （1)通电后电路不能工作，任何部分都测不到电压或电流。 故障原因：电源故障或电源输入接口接触不良。 （2）通电后电路或仪表某部分冒烟，有异味以及发烫等。 故障原因：电路短路。 （3）某一部分无电压或电流，其他部分的电压电流与理论值不符。 故障原因：电路连接错误，某支路开路。 （4）将电压表的表笔放至电路上后，电压表无指示。 故障原因：表笔没插好，接触不良。 （5）将电流表接入电路，表针打坏，表头烧毁。 故障原因：电流表并联在待测电路两端。 （6）指针式电压、电流表反向偏转，不能读出正确数值。 故障原因：电压、电流实际方向与指针式电压、电流表表笔所接方向相反。 （7）电压、电流表指针偏转角度很小，不能读出正确数值。 故障原因：电压、电流表量程选择过大。 七、实验数据分析 1.依据实验结果，进行分析比较，验证基尔霍夫定律的正确性。 基尔霍夫电流定律：根据图2.1.1电路中所标明的参考方向，有I1-I2-I3=0，代入实际数据17mA-（-5mA）-22mA=0，即，得证。 基尔霍夫电压定律：根据图2.1.1电路中所标明的参考方向，有UAB+UBE+UEF+UFA=0，代入实际数据7.833V+6.5V+1.667V+(-16V)=0,即，得证。 2.依据实验结果，分析电压和电位的关系。 例如以E为参考点，VA=14.33V，UAB=7.833V；以B为参考点，VA=7.833V，UAB=7.833V。可见，电位值的大小与参考点的选取有关，具有相对性。而两点间的电压值与参考点无关，具有绝对性。 3.误差分析 误差见测试数据表格中，最大误差为XX。 4.产生误差的原因 （1）测量仪器的精确度。 3 3/4位万用表（最大量程3999），基本直流精度0.05%；电流表（我国电工仪表分0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级）。 （2）待测电路器件的精度。 电路采用E24系列电阻，精度为5% （3）测量方法。 选取合适量程和正确读数。 5.减小误差的措施 （1）从测量仪器上，正确使用和读数。 （2）从电路器件上，简化电路连线。 （