光电信息技术实验一一电路分析实验指导书 一、实验目的 1、验证电路中电位与电压的关系。 2、掌握电路电位图的绘制方法。 二、实验原理 在一个闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而改变， 但任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点的变动而改变。 据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电 压。 电位图是一种平面坐标一、四象限内的折线图，其纵坐标为电位值，横坐 标为各被测点。要制作某一电路的电位图，应先以一定的顺序对电路中各被测 点编号。以图3-1的电路为例，如图中A一F,并在坐标轴上按顺序、均匀间隔 标上A、B、C、D、E、F、A。再根据测得的各点电位值，在各点所在的垂直 线上描点。用直线依次连接相邻两个电位点，即得该电路的电位图。在电位图 中，任意两个被测点的纵坐标值之差即为两点之间的电压值。在电路中电位参 考点可任意选定。对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同的，但其各点 电位变化的规律却是一样的。 在作电位图或实验测量时必须正确区分电位和电压的高低，按照惯例，是 以电流方向上的电压降为正，所以，在用电压表测时，若仪表指针正向偏转， 则说明电表正极的电位高于负极的电位。 三、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量备注 可调直流稳压电源 0~30V或0~12V1 直流稳压电源 6V、12V 3 万用表 MF500B或其他 4直流数字毫安表 5直流数字电压表 四、实验内容 杭州电子科技大学理学院物理实验教学不花中心。光电信息技术实验室
光电信息技术实验――电路分析实验指导书 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 10 一、 1、验证电路中电位与电压的关系。 电位图的绘制方法。 两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点的变动而改变。 据此 之差即为两点之间的电压值。在电路中电位参 考点 电位和电压的高低，按照惯例，是 以电流方向上的电压降为正，所以，在用电压表测时，若仪表指针正向偏转， 的电位高于负极的电位。 三、实验设备 序号 格 实验目的 2、掌握电路 二、实验原理 在一个闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而改变， 但任意 性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电 压。 电位图是一种平面坐标一、四象限内的折线图，其纵坐标为电位值，横坐 标为各被测点。要制作某一电路的电位图，应先以一定的顺序对电路中各被测 点编号。以图 3-1 的电路为例，如图中 A～F，并在坐标轴上按顺序、均匀间隔 标上 A、B、C、D、E、F、A。再根据测得的各点电位值，在各点所在的垂直 线上描点。用直线依次连接相邻两个电位点，即得该电路的电位图。在电位图 中，任意两个被测点的纵坐标值 可任意选定。对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同的，但其各点 电位变化的规律却是一样的。 在作电位图或实验测量时必须正确区分 则说明电表正极 名 称 型号与规 数量 备注 1 可调直流稳压电源 0～30V 或 0～12V 1 2 直流稳压电源 6V 、 12V 3 万用表 MF500B 或其他 1 4 直流数字毫安表 1 5 直流数字电压表 1 四、实验内容
光电信息技术实验一一电路分析实验指导书 R2 510 510 U R4 820 680 电流插座 图3-1 按图3-1接线 1、分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1=6V,U2=12V。(先调整输 出电压值，再接入实验线路中。电压应该用万用表测)。 2、以图3-1中的A点作为电位的参考点，分别测量B、C、D、E、F各点 的电位值p及相邻两点之间的电压值UAB、UBC、UCD、UDE、UEF及UFA, 数据列于表中。 3、以D点作为参考点，重复实验内容2的测量，测得数据填入表中 电 位 U 与U UF 参考 B D E D CD EF A B E 点 计算值 测量值 相对误 计算值 0 测量值 相对误 差 五、实验注意事项 1、本实验电路单元可设计多个实验，在做本实验时根据给出的电路图选择 开关位置，连成本实验电路。 2、测量电位时，用万用表的直流电压档或用数字直流电压表测量时，用负 表棒（黑色）接参考电位点，用正表棒（红色）接被测点，若指针正向偏转或 显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）：若指针反向偏转或显示 负值，此时应调换万用表的表棒，然后读出数值，此时在电位值之前应加一负 号（表明该点电位低于参考点电位） 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室 11
光电信息技术实验――电路分析实验指导书 图 3-1 按图 3 分别将两路直流稳压电源接入电路，令 1 = V， 2 = 2V。 先 整输 出电压值，再接入实验线路中。电压应该用万用表测）。 2、以图 中的 点作为电位的参考点，分别测量 、C D、E、 各点 的电位值 φ AB UBC、UCD UDE、UEF 及 UFA 数据列于表中。 D 参 点 重复实验内容 2 的测量，测得数据填入表中。 电 位 参 考 Φ 与 U Φ A Φ B Φ C Φ D Φ E Φ F U A B U B C U C D U D E U EF UF A -1 接线。 1、 U 6 U 1 （ 调 3-1 A B 、 F 及相邻两点之间的电压值 U 、 、 ， 3、以 点作为 考 ， 点 计算值 测量值 A 相对误 差 计算值 测量值 D 相对误 差 、本实验电路单元可设计多个实验，在做本实验时根据给出的电路图选择 本实验电路。 转或 显示 指针反向偏转或显示 值 ，此时在电位值之前应加一负 （表明该点电位低于参考点电位）。 五、实验注意事项 1 开关位置，连成 2、测量电位时，用万用表的直流电压档或用数字直流电压表测量时，用负 表棒（黑色）接参考电位点，用正表棒（红色）接被测点，若指针正向偏 正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）；若 负 ，此时应调换万用表的表棒，然后读出数值 号 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 11
光电信息技术实验一一电路分析实验指导书 六、思考题 若以F点为参考电位点，实验测得各点的电位值，现令E点作为参考电位 点，试问此时各点的电位值应有何变化？ 七、实验报告 1、根据实验数据，绘制两个电位图形，并对照观察各对应两点间的电压情 况。两个电位图的参考点不同，但各点的相对顺序应一致，以便对照。 2、完成数据表格中的计算，对误差作必要的分析。 3、总结电位相对性和电压绝对性的结论。 实验四基尔霍夫定律 一、实验目的 1、加深对基尔霍夫定律的理解，用实验数据验证基尔霍夫定律。 2、学会用电流表测量各支路电流。 二、实验原理 1、基尔霍夫电流定律(KCL):基尔霍夫电流定律是电流的基本定律。即 对电路中的任一个节点而言，流入到电路的任一节点的电流总和等于从该节点 流出的电流总和，即应有I=0。 2、基尔霍夫电压定律(KVL):对任何一个闭合回路而言，沿闭合回路电 压降的代数总和等于零，即应有U=0。这一定律实质上是电压与路径无关性质 的反映。 基尔霍夫定律的形式对各种不同的元件所组成的电路都适用，对线性和非 线性都适用。运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此 方向可预先任意设定。 三、实验设备 序号名称 型号与规格 数量备注 可调直流稳压电源 0~30V或0~12V 1 2 直流稳压电源 6V、12V 3 万用表 MF500B或其他 4 直流数字毫安表 5 直流数字电压表 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室
光电信息技术实验――电路分析实验指导书 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 12 六、思考题 若以 F 点为参考电位点，实验测得各点的电位值，现令 E 点作为参考电位 点，试问此时各点的电位值 的电压情 况。两个电位图的参考点不同，但各点的相对顺序应一致，以便对照。 、完成数据表格中的计算，对误差作必要的分析。 相对性和电压绝对性的结论。 一、实验目的 1 KCL）：基尔霍夫电流定律是电流的基本定律。即 对电路中的任一个节点而言，流入到电路的任 流出的电流总和，即应有 基尔霍夫电压定律（KVL）：对任何一个闭合回路而言，沿闭合回路电 压降的代数总和等于零，即应有∑U=0。 是电 路径无关性质 的反映。 霍 种不同的 件所组成的电路都 ，对线性和非 性都适用。 用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此 序号 名称 型号与规格 数量 备注 应有何变化？ 七、实验报告 1、根据实验数据，绘制两个电位图形，并对照观察各对应两点间 2 3、总结电位 实验四 基尔霍夫定律 1、加深对基尔霍夫定律的理解,用实验数据验证基尔霍夫定律。 2、学会用电流表测量各支路电流。 二、实验原理 、基尔霍夫电流定律（ 一节点的电流总和等于从该节点 ∑I=0。 2、 这一定律实质上 压与 基尔 夫定律的形式对各 元 适用 线 运 方向可预先任意设定。 三、实验设备 1 可调直流稳压电源 0～30V 或 0～12V 1 2 直流稳压电源 6V 、 12V 3 万用表 MF500B 或其他 1 4 直流数字毫安表 1 5 直流数字电压表 1
光电信息技术实验一一电路分析实验指导书 四、实验内容 实验线路如图4-1。把开关K1接通U1,K2接通U2,K3接通R4。就可以 连接出基尔霍夫定律的验证单元电路，如图4-2。 R2 510 510 820 510 R3 1K R5 820 0 680 C 图4-2 1、实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图42中的 I1、I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB、 FBCEF. 2、分别将两路直流稳压源接入电路，令U1=8V,U2=12V。 3、用电流表分别测量三条支路的电流，并记录电流值。 4、用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室 13
光电信息技术实验――电路分析实验指导书 四、实验内容 实验线路如图 4-1。把开关 K1 接通 U1，K2 接通 U2，K3 接通 R4。就可以 连接出基尔霍夫定律的验证单元电路，如图 4-2。 图 4-1 图 4-2 1、实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图 4-2 中的 I1、 FBCEF。 、分别将两路直流稳压源接入电路，令 U1 = 8V，U2 = 12V。 、用电流表分别测量三条支路的电流，并记录电流值。 、用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。 I2、I3 的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为 ADEFA、BADCB、 2 3 4 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 13
光电信息技术实验一一电路分析实验指导书 UcI UD 被测值 U2 UFA mA 计算值 测量值 相对误差 五、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。U1、U2也需测 量，不应取电源本身的显示值。 2、防止稳压电源两个输出端碰线短路。 3、所读得的电压或电流值的正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。 4、测量时，应先估算电流、电压的大小，以选择合适的量程，以免损坏电 表。 5、若用指针式电流表进行测量时，若指针反偏（电流为负值时），此时必 须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。 六、预习思考题 1、根据图4-2的电路测量参数，计算出待测的电流I1、2、I3和各电阻上 的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。 2、实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可 能出现指针反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安 表进行测量时，则会有什么显示呢？ 七、实验报告 1、根据实验数据，选定节点A,验证KCL的正确性。 2、根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确 性 3、将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重复1、2两项验证。 4、误差原因分析。 杭州电了科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验――电路分析实验指导书 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 14 被测值 I1 mA I2 mA I3 mA U1 (V) U2 (V) U (V) UA B (V) UA D (V) UC D (V UD E (V FA ) ) 计算值 测量值 相对误差 五、实验注意事项 应取电源本身的显示值。 、测量时，应先估算电流、电压的大小，以选择合适的量程，以免损坏电 算出待测的电流 I1、I2、I3 和各电阻上 的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。 若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可 能出现指针反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安 表进 七、 A，验证 KCL 的正确性。 、根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证 KVL 的正确 。 3、将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重复 1、2 两项验证。 4、误差原因分析。 1、所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。U1、U2 也需测 量，不 2、防止稳压电源两个输出端碰线短路。 3、所读得的电压或电流值的正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。 4 表。 5、若用指针式电流表进行测量时，若指针反偏（电流为负值时），此时必 须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。 六、预习思考题 1、根据图 4-2 的电路测量参数，计 2、实验中， 行测量时，则会有什么显示呢？ 实验报告 1、根据实验数据，选定节点 2 性