实验二 基尔霍夫定律

一、实验目的

1.通过实验验证基尔霍夫电流定律和电压定律，巩固所学理论知识。

2.加深对参考方向概念的理解。

二、实验原理

基尔霍夫定律是电路理论中最基本也是最重要的定律之一。它概括了电路中电流和电压分别遵循的基本规律。它包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。

1. 基尔霍夫节点电流定律：电路中任意时刻流进（或流出）任一节点的电流的代数和等于零。其数学表达式为：∑ I ＝ 0

此定律阐述了电路任一节点上各支路电流间的约束关系，这种关系，与各支路上元件的性质无关，不论元件是线性的或是非线性的，含源的或是无源的，时变的或时不变的。

2. 基尔霍夫回路电压定律：电路中任意时刻，沿任意闭合回路，电压的代数和等于零。其数学表达式为：∑ U ＝ 0

此定律阐述了任意闭合回路中电压间的约束关系。这种关系仅与电路的结构有关，而与构成回路的各元件的性质无关，不论这些元件是线性的或是非线性的，含源的或是无源的，时变的或时不变的。

3. 参考方向：

KCL和KVL表达式中的电流和电压都是代数量，它们除具有大小之外，还有方向，其方向是以它量值的正、负表示的。为研究问题方便，人们通常在电路中假定一个方向为参考，称为参考方向，当电路中的电流（或电压）的实际方向与参考方向相同时取正值，其实际方向与参考方向相反时取负值。

例如，测量某节点各支路电流时，可以设流入该节点的电流方向为参考方向（反之亦然）。将电流表负极接到该节点上，而将电流表的正极分别串入各条支路，当电流表指针正向偏转时，说明该支路电流是流入节点的，与参考方向相同，取其值为正；若指针反向偏转，说明该支路电流是流出节点的，与参考方向相反，倒换电流表极性，再测量，取其值为负。

测量某闭合电路各电压时，也应假定某一绕行方向为参考方向，按绕行方向测量各电压时，若电压表指针正向偏转，则该电压取正值，反之取负值。

三.实验内容及步骤

1、本实验线路图如下所示。

2、建立一个测试电路，如图所示。

3、改变U1、U2、R1、R2、R3、R4、R5各元件的参数值，激活电路，查看各电流表的值填入下表。

	计算值	测量值	误 差
I1（mA）
I2（mA）
I3（mA）
∑ I＝

五．实验报告及要求

1. 利用表中的测量结果验证基尔霍夫两个定律。

2. 利用电路中所给数据，通过电路定律计算各支路电流，并计算测量值与计算值之间的误差，分析误差产生的原因。