电工电子技术 课件 1任务五 基尔霍夫定律的验证实验

任务五、基尔霍夫定律的验证实验电工电子技术

黄燕华任务导学基尔霍夫定律的内涵是什么？

任务导学基尔霍夫电流定律是有关结点电流的定律，用来确定各支路以及各部分电流之间的关系。其内容可表述为：在任意瞬时，流入某一结点的电流总和等于流出该结点的电流总和。用公式表示

基尔霍夫电压定律是确定一个回路内各部分电压之间关系的定律。其内容可表述为：在任意瞬时，沿任意闭合回路绕行一周，各段电压的代数和为零。用公式表示

任务情境应用可调直流稳压电源、直流数字电压表、直流数字电流表、实验电路板等，按规范正确使用电流插头、插座测量各支路电流，验证基尔霍夫电流定律(ＫＣＬ)和基尔霍夫电压定律(ＫＶＬ)，写出实验过程中的任意事项，简述实验结论。任务实施一、实验内容与步骤1）实验电路如图1-46所示，图中Us1用0∽+30V的可调电压输出端，并将输出电压调到+6V（以直流数字电压表读数为准），Us2用恒压源中的+12V输出端。根据实验电路如图所示，请在实验前设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向假设为关联参考方向。图1-46基尔霍夫定律验证电路图2）将电流插头的红接线端插入数字毫安表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑（负）接线端。3）根据图1-46中的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻的端电压UR1、UR2、UR3、UR4、UR5，并记录在表中，以便实验测量时可以正确的选定电流表和电压表的量程。4）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F，电流表读数为“+”表示电流流出结点，读数为“-”，表示电流流入该结点，然后根据图1-46中电流的参考方向，确定支路电流的正负号，并记录至表1-15中。被测量I1（mA）I2（mA）I3（mA）计算值

测量值

相对误差

表1-15电路中各支路的电流5）用直流数字电压表分别测量两个电压源Us1、Us2和各电阻元件（R1、R2、R3、R4、R5）上的端电压UR1、UR2、UR3、UR4、UR5，将数据记录表1-16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点位（正）端，黑（负）接线端应插入被测电压参考方向的低点位（负）端。被测量Us1(V)Us2(V)UR1(V)UR2(V)UR3(V)UR4(V)UR5(V)计算值

测量值

相对误差

二、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）防止稳压电源两端碰线短路。三、请分析实验中产生的误差的原因有哪些？

四、实验结论与思考1）请从实验的数据的总结分析中得出基尔霍夫定律的正确性与否？请用数据和公式说明结论的正确性？2）图1-46中电路C、F两个结点的电流方程是否相同？为什么？3）图1-46中可以列几个电压方程，它们与绕行方向有无关系？

知识链接一、基尔霍夫电流定律二、基尔霍夫电压定律

一、基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律是有关结点电流的定律，用来确定各支路以及各部分电流之间的关系。其内容可表述为：在任意瞬时，流入某一结点的电流总和等于流出该结点的电流总和。用公式表示二、基尔霍夫电压定律二、电路模型二、电路模型基尔霍夫电压定律是确定一个回路内各部分电压之间关系的定律。其内容可表述为：在任意瞬时，沿任意闭合回路绕行一周，各段电压的代数和为零。用公式表示任务实施一、实验内容与步骤1）实验电路如图1-46所示，图中Us1用0∽+30V的可调电压输出端，并将输出电压调到+6V（以直流数字电压表读数为准），Us2用恒压源中的+12V输出端。根据实验电路如图所示，请在实验前设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向假设为关联参考方向。图1-46基尔霍夫定律验证电路图2）将电流插头的红接线端插入数字毫安表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑（负）接线端。3）根据图1-46中的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻的端电压UR1、UR2、UR3、UR4、UR5，并记录在表中，以便实验测量时可以正确的选定电流表和电压表的量程。4）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F，电流表读数为“+”表示电流流出结点，读数为“-”，表示电流流入该结点，然后根据图1-46中电流的参考方向，确定支路电流的正负号，并记录至表1-15中。被测量I1（mA）I2（mA）I3（mA）计算值

测量值

相对误差

表1-15电路中各支路的电流表1-15电路中各支路的电流被测量I1（mA）I2（mA）I3（mA）计算值1.935.997.92测量值2.066.358.42相对误差6.74%6.01%6.31%5）用直流数字电压表分别测量两个电压源Us1、Us2和各电阻元件（R1、R2、R3、R4、R5）上的端电压UR1、UR2、UR3、UR4、UR5，将数据记录表1-16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点位（正）端，黑（负）接线端应插入被测电压参考方向的低点位（负）端。被测量Us1(V)Us2(V)UR1(V)UR2(V)UR3(V)UR4(V)UR5(V)计算值

测量值

相对误差

表1-16电路中各元器件的端电压被测量Us1(V)Us2(V)UR1(V)UR2(V)UR3(V)UR4(V)UR5(V)计算值6120.985.994.040.981.97测量值6.0011.990.946.214.020.972.07相对误差0%-0.08%-4.08%3.67%-0.50%-1.02%5.07%二、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）防止稳压电源两端碰线短路。三、请分析实验中产生的误差的原因有哪些？

二、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、防止稳压电源两端碰线短路。三、请分析实验中产生的误差的原因有哪些？产生误差的原因主要有以下几点：（1）电阻值不恒等于电路标出值，有一定的误差。（2）导线连接不紧密产生的接触误差。（3）仪表的基本误差。

四、实验结论与思考1）请从实验的数据的总结分析中得出基尔霍夫定律的正确性与否？请用数据和公式说明结论的正确性？2）图1-46中电路C、F两个结点的电流方程是否相同？为什么？3）图1-46中可以列几个电压方程，它们与绕行方向有无关系？

四、实验结论与思考1、请从实验的数据的总结分析中得出基尔霍夫定律的正确性与否？请用数据和公式说明结论的正确性？根据基尔霍夫电流定律可得：从测量的三个支路的电流可知：2.06mA+6.35mA=8.41mA≈8.42mA，所以符合KCL定律。从测量的各元器件的电压可知在AFCBA回路中，假设按顺时针方向绕行，由基尔霍夫电压定律可知：0.94+4.02+0.97-6=-0.07≈0，满足KVL定律。同理，对于FEDCF回路中，假设按顺时针方向绕行，由基尔霍夫电压定律可知：由测量值可知：由测量值可知：-6.21+11.99-2.07-4.02=-0.31≈0，满足KVL定律。同理，对于AFEDCBA回路中，假设按顺时针方向绕行，由基尔霍夫电压定律可知：由测量值可知：由测量值可知：0.94-6.21+11.99-2.07+0.97-6.00=-0.38≈0，满足KVL定律。

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