基爾霍夫定律實驗 （使用電路原理實驗箱或電路實驗板）

一、基爾霍夫定律實驗目的

（1）加深對基爾霍夫定律的理解。

（2）學習驗證定律的方法和儀器儀表的正確使用。

二、基爾霍夫定律實驗原理及說明
基爾霍夫定律實驗.doc

　　基爾霍夫定律是集總電路的基本定律，包括電流定律（KCL）和電壓定律（KVL）。

　　基爾霍夫定律規定了電路中各支路電流之間和各支路電壓之間必須服從的約束關系，無論電路元件是線性的或是非線性的，時變的或是非時變的，只要電路是集總參數電路，都必須服從這個約束關系。

（1）基爾霍夫電流定律（KCL）。在集總電路中，任何時刻，對任一節點，所有支路電流的代數和恒等于零，即Σi＝0。通常約定，流出節點的支路電流取正號，流入節點的支路電流取負號。

（2）基爾霍夫電壓定律（KVL）。在集總電路中，任何時刻，沿任一回路所有支路電壓的代數和恒等于零，即沿任一回路有Σu＝0。在寫此式時，首先需要任意指定一個回路繞行的方向。凡電壓的參考方向與回路繞行方向一致者，取“＋”號；電壓參考方向與回路繞行方向相反者，取“－”號。

（3）KCL和KVL定律適用于任何集總參數電路，而與電路中的元件的性質和參數大小無關，不管這些元件是線性的、非線性的、含源的、無源的、時變的、非時變的等，定律均適用。

三、基爾霍夫定律實驗電路及元器件參數

　　本實驗裝置采用電路原理實驗箱《基爾霍夫定理的驗證》單元，電路中Usa、Usb分別接直流穩壓電源，“＋”端接穩壓電源“＋”端，“－”端接穩壓電源“－”端。Usa、Usb電壓值（0~12V）自選。電路中參數R₁＝R₂＝R₃＝220Ω；R₄＝270Ω；R₅＝200Ω；R₆＝240Ω。D1～D6均為發光二極管（非線性）。

　　根據已知條件，可自行設計對稱、不對稱、線性、非線性、單電源或雙電源電路。

四、基爾霍夫定律實驗內容及方法步驟

（1）驗證（KCL）定律，即Σi＝0。分別在自行設計的電路或參考的電路中，任選一個節點，測量流入流出該節點的各支路電流數值和方向，記入附表1~5中并進行驗證。參考電路見圖1、圖2、圖3所示。

（2）驗證（KVL）定律，即Σu＝0。分別在自行設計的電路或參考的電路中任選一網孔（回路），測量網孔內所有支路的元件電壓值和電壓方向，對應記入表格并進行驗證。參考電路見圖3。

五、基爾霍夫定律測試記錄表格

見附表。電路原理教學設備操作記錄

六、基爾霍夫定律實驗注意事項

（1）自行設計的電路，或選擇的任一參考電路，接線后需經教師檢查同意后再進行測量。

（2）測量前，要先在電路中標明所選電路及其節點、支路和回路的名稱。

（3）測量時一定要注意電壓與電流方向，并標出“＋”、“－”號，因為定律的驗證的代數和相加。

（4）在測試記錄表格中，填寫的電路名稱與各參數應與實驗中實際選用的標號對應。

七、基爾霍夫定律預習及思考題

（1）什么是基爾霍夫定律，包括兩個什么定律？

（2）基爾霍夫定律適用于什么性質元件的電路？

八、實驗報告要求

（1）畫出自擬電路，標明選用的電路參數、電流方向、回路繞行方向和所選節點與回路名稱等。

（2）完成實驗報告中各項內容。

（3）舉一兩個例子，比較實測值與計算值是否相同？試分析原因。

（4）測試中，如果使用的電流表內阻較大，為30Ω，電壓表內阻較小，為200Ω時，試分析對測量結果有何影響？

九、實驗設備用儀器、儀表