直流电路电流、电压和电位的实验研究

实验报告实验名称|直流电路电流、电压和电位的实验研究姓名：何* 李*学号：110*/110*院系：计算机科学与技术学院直流电路电流、电压和电位的实验研究1.实验目的1） 加深对基尔霍夫电流、电压定律的理解。2） 掌握电流、电压参考方向的意义和电位参考点的概念。3） 熟悉直流电源和直流仪表的使用方法。4） 学习直接测量中仪表的误差分析方法。2.实验仪器直流稳压电源，指针式、数字式直流电流表，指针式、数字式直流电压表，可调节电位器，导线若干，定值电阻若干等。3.实验原理1.基尔霍夫定律：1） 基尔霍夫电流定律：在任意时刻，任意结点上电流的代数和恒等于零。基尔霍夫电流定律的表达式（KCL方程）：I =0。 2） 基尔霍夫电压定律：在任意时刻，沿任意回路所有支路电压的代数和恒等于零。基尔霍夫电压定律的表达式（KVL方程）：u =0。2. 电位电位常指某点到参考点的电压降。电位有个很重要的特性就是零电位点。所谓零电位点，是指电路中电位相同的点。 零电位点的特点：零电位点之间电压差等于0。若用导线或电阻将等电位点连接起来其中没有电流通过，不影响电路原来工作状态。4.实验步骤1.KCL定律的研究（1）按图1所示搭建电路。（2）对a ,b两个结点研究KCL定律。 分别用指针式、数字式直流电流表测量a ,b两个结点的相关电流，将相关数据填入表一，验证该节点电流的代数和是否等于零（I =0），并计算测量误差。R2R1图1 KCL的实验电路I1I3I4I2I5Us1+-Us2R3R5R4mAmAmAmA+-+-+-mAab2.KVL定律的研究（1）按图2所示搭建电路。（2）对整个闭合回路研究KCL定律。 根据电压的参考方向，分别用指针式、数字式直流电流表测量各个电阻上的电压，将相关数据填入表二，验证闭合回路中的所有支路电压的代数和是否等于零（u =0），并计算测量误差。（3）对假想回路研究KCL定律。 在图2所示的电路中选取假想回路cdefgc，回路电流控制在1020mA。根据电压的参考方向，分别用指针式、数字式直流电流表测量各个电阻上的电压，将相关数据填入表二，验证假想回路中的所有支路电压的代数和是否等于零（u =0），并计算测量误差。+-R2R1图2 KVL的实验电路Us1+-R5R4R3mAIfegdabcp5.注意事项1）根据实验电路给定的原件参数，先计算出实验要求测量的各个参数的理论值，并根据理论值，选择电阻（额定功率和最大电流）、仪表的量程及极性。2）由于实验提供的所有电源都只能输出功率（不能吸收功率），故设计电路时电源（电压源、电流源）电流只能流出而不能流入。3）注意电源的正、负极性。熟悉直流稳压、稳流电源的使用。使用时，稳压电源不得短路！稳流电源不得开路！4）熟悉直流仪表的使用，注意其量程和极性的选择，学会读取直流数字式仪表和指针式仪表的读数及极性。6实验表格 实 验 1Us1= 10V，Us2=5V,R1= 300，R2= 1k，R3= 100，R4=200，R5=300图1 R2R1图1 KCL的实验电路I1I3I4I2I5Us1+-Us2R3R5R4mAmAmAmA+-+-+-mAab表一测量值I1/mAI2/mAI3/mAI4/mAI5/mAa点Ib点I数字表16.292.2918.6216.302.340.040.02指针表16.502.3018.9016.602.300.100 实 验 2Us1=10V，Us2=15 V,R1=300，R2=200，R3=300，R4=560，R5=200图2+-R2R1图2 KVL的实验电路Us1+-R5R4R3mAIfegdabcp表二测量值I/mAUab/VUbc/VUcd/VUde/VUef/VUfg/VUga/VUgc/Vabcdefgaucdefgcu数字表15.99-14.894.778.943.199.994.783.18-6.92-0.020指针表16.20-15.705.009.403.4010.405.003.40-7.200.100.20