篇1：基爾霍夫定律實驗報告

一、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、實驗原理及說明

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∑i=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—回路有∑u=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“一”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、實驗儀器儀表

四、實驗內容及方法步驟

(1)驗證(KCL)定律，即∑i=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，記入附本表1-1～表1-5中并進行驗證。參考電路見圖1-1、圖1-2、圖1-3所示。

(2)驗證(KVL)定律，即∑u=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1-3。

五、測試記錄表格

表1-1 線 性 對 稱 電 路

表1-2 線 性 對 稱 電 路

表1-3 線 性 不 對 稱 電 路

表1-4 線 性 不 對 稱 電 路

表1-5 線 性 不 對 稱 電 路

注：1、USA、USB電源電壓根據實驗時選用值填寫。

2、U、I、R下標均根據自擬電路參數或選用電路參數對應填寫。

指導教師簽字：________________ 年 月 日

六、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“+”、“一”號，因為定律的驗證是代數和相加。 (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、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?

篇2：基爾霍夫定律實驗報告

一、實驗目的

(1)加深對戴維南定理和諾頓定理的理解。 (2)學習戴維南等效參數的各種測量方法。 (3)理解等效置換的概念。

(4)學習直流穩壓電源、萬用表、直流電流表和電壓表的正確使用方法。

二、實驗原理及說明

(1)戴維南定理是指—個含獨立電源、線性電阻和受控源的一端口，對外電路來說，可以用一個電壓源和一個電阻的串聯組合來等效置換。此電壓源的電壓等于該端口的開路電壓UOC，而電阻等于該端口的全部獨立電源置零后的輸入電阻，如圖2-l所示。這個電壓源和電阻的串聯組合稱為戴維南等效電路。等效電路中的電阻稱為戴維南等效電阻Req。

所謂等效是指用戴維南等效電路把有源一端口網絡置換后，對有源端口(1-1' )以外的電路的求解是沒有任何影響的，也就是說對端口l-1'以外的電路而言，電流和電壓仍然等于置換前的值。外電路可以是不同的。

(2)諾頓定理是戴維南定理的對偶形式，它指出一個含獨立電源、線性電阻和受控源的一端口，對外電路來說，可以用一個電流源和電導的并聯組合來等效置換，電流源的電流等于該一端口的短路電流Isc，而電導等于把該—端口的全部獨立電源置零后的輸入電導Geq=1/Req，見圖2-l。

(3)戴維南—諾頓定理的等效電路是對外部特性而言的，也就是說不管是時變的還是定常的，只要含源網絡內部除獨立的電源外都是線性元件，上述等值電路都是正確的。

圖2-1 一端口網絡的等效置換

(4)戴維南等效電路參數的測量方法。開路電壓Uoc的測量比較簡單，可以采用電壓表直接測量，也可用補償法測量;而對于戴維南等效電阻Req的取得，可采用如下方：網絡含源時用開路電壓、短路電流法，但對于不允許將外部電路直接短路的網絡(例如有可能因短路電流過大而損壞網絡內部器件時)不能采用此法;網絡不含源時，采用伏安法、半流法、半壓法、直接測量法等。

三、實驗儀器儀表

四、實驗內容及方法步驟

(一)計算與測量有源一端口網絡的開路電壓、短路電流

(1)計算有源一端口網絡的開路電壓Uoc(U11')、短路電流Isc(I11')根據附本表2-1中所示的有源一端口網絡電路的已知參數，進行計算，結果記入該表。

(2)測量有源一端口網絡的開路電壓Uoc，可采用以下幾種方法：

1)直接測量法。直接用電壓表測量有源一端口網絡1-1'端口的開路電壓，見圖2-2電路，結果記入附本表2-2中。

圖2-2 開路電壓、短路電流法 圖2-3 補償法二、補償法三

2)間接測量法。又稱補償法，實質上是判斷兩個電位點是否等電位的方法。由于使用儀表和監視的方法不同，又分為補償法一、補償法二、補償法三。

補償法一：用發光管判斷等電位的方法，利用對兩個正反連接的發光管的亮與不亮的直接觀察，進行發光管兩端是否接近等電位的`判斷。可自行設計電路。此種方法直觀、簡單、易行又有趣味，但不夠準確。可與電壓表、毫伏表和電流表配合使用。具體操作方法，留給同學自行考慮選作。

補償法二：用電壓表判斷等電位。如圖2-3所示，把有源一端口網絡端口的1'與外電路的2'端連成一個等位點;Us兩端外加電壓，起始值小于開路電壓Ull';短接電位器Rw和發光管D1、D2，這樣可保證外加電壓Us正端2與有源一端口開路電壓正端1直接相對，然后把電壓表接到1、2兩端后，再進行這兩端的電位比較。經過調節外加電源Us的輸出電壓壓，調到1、2兩端所接電壓表指示為零時，即說明1端與2端等電位，再把l、2端斷開后，測外加電源Us的電壓值，即等于有源一端口網絡的開路電壓Uoc，此值記入附本表2-2中。

補償法三:用電流表或檢流計判斷等電位的方法，條件與方法同上，當調到l、2兩端所接電壓表指示為零時，再換電流表或檢流計接到l、2兩端上，見圖2-3。微調外加電源Us的電壓使電流表或檢流計指示為0(注意一般電源電壓調量很小)，再斷開電流表或檢流計后，用電壓表去測外加電源Us的電壓值，應等于 Uoc，此結果對應記入附本表2-2。此方法比用電壓表找等電位的方法更準確，但為了防止被測兩端1、2間電位差過大會損壞電流表，所以一定要在電壓表指示為零后，再把電流表或檢流計換接上。

以上方法中，補償法一測量結果誤差較大，補償法三測量結果較為精確，但也與電流表靈敏度有關。

(二)計算與測量有源一端口網絡的等效電阻Req

(1)計算有源一端口網絡的等效電阻Req。當一端口網絡內部無源時(把雙刀雙投開關K1合向短路線)，計算有源一端口網絡的等效電阻尺Req。電路參數見附本表2-1中，把計算結果記入該表中。

(2)測量有源一端口網絡的等效電阻只Req。 可根據一端口網絡內部是否有源，分別采用如下方法測量：1)開路電壓、短路電流法。當一端口網絡內部有源時(把雙刀雙投開關K1合向電源側)，見圖2-2所示，USN=30V不變，測量有源一端口網絡的開路電壓和短路電流Isc。把電流表接l-1'端進行短路電流的測量。測前要根據短路電流的計算選擇量程，并注意電流表極性和實際電流方向，測量結果記入附本表2-3，計算等效電阻Req。

2)伏安法。當一端口網絡內部無源時(把雙刀雙投開關Kl合向短路線側)，整個一端口網絡可看成一個電阻，此電阻值大小可通過在一端口網絡的端口外加電壓，測電流的方法得出，見圖2-4。具體操作方法是外加電壓接在Us兩端，再把l'、2'兩端相連，把發光管和電位器Rw短接，電流表接在1、2兩端，此時一端口網絡等效成一個負載與外加電源Us構成回路，Us電源電壓從0起調到使電壓表指示為1OV時，電流Is2與電壓值記入附本表2-3，并計算一端口網絡等效電阻Req=Us/IS2。

圖2-4 伏安法 圖2-5 半流法

3)半流法。條件同上，只是在上述電路中再串進一個可調電位器Rw(去掉Rw短接線)如圖2-5所示，外加電源Us電壓10V不變。當調Rw使電流表指示為伏安法時電流表的指示的一半時，即I's2=Is2/2，此時電位器Rw的值等于一端口網絡等效電阻Req，斷開電流表和外加電源Us，測Rw值就等于是及Req，結果記入附本表2-3。

4)半壓法。半壓法簡單、實用，測試條件同上，見圖2-6。把1、2兩端直接相連，外加電源Us=10V，調Rw使URw=(1/2)Us時，說明Rw值即等于一端口網絡等效電阻Req，斷開外接電源Us，再測量Rw的值，結果記入附本表2-3。

5)直接測量法。當一端口網絡內部無源時，如圖2-7所示，可用萬用表歐姆檔測量或直流電橋直接測量1-1'兩端電阻Req (此種方法只適用于中值、純電阻電路)，測試結果記入附本表2-3中。

圖2-6 半壓法 圖2-7 直接測量法

說明：以上各方法測出的值均記入附本表2-3中，計算后進行比較，并分析判斷結果是否正確。 (3)驗證戴維南定理，理解等效概念：

1)戴維南等效電路外接負載。如圖2-8(a)所示，首先組成一個戴維南等效電路，即用外電源Us(其值調到附本表2-2用直接測量法測得的Uoc值)與戴維南等效電阻R5=Req相串后，外接R5=100Ω的負載，然后測電阻R6兩端電壓UR6和流過R6的電流值IR6，記入附本表2-4。

圖2-8 驗證戴維南定理

(a)戴維南等效電路端口負載R6;(b)N網絡的端口接負載R6

2)N有源網絡1-1'端口外接負載。如圖2-8(b)所示，同樣接R6=100Ω的負載，測電壓UR6與電流IR6，結果記入附本表2-4中，與1)測試結果進行比較，驗證戴維南定理

(4)驗證諾頓定理，理解等效概念：

1)諾頓等效電路外接負載。如圖2-9(a)所示，首先組成一個諾頓等效電路，即用外加電流源Is(其值調到附本表2-3中開路電壓、短路電流法測得的短路電流Isc值)與戴維南等效電阻R5=Req并后，外接R6=100Ω的負載，然后測電阻R6兩端電壓UR6和流過R6的電流值IR6，記入本表2-5。采用此方法時注意，由于電流源不能開路，具體操作要在教師具體指導下進行，否則極易損壞電流源。

圖2-9 驗證諾頓定理等效電路

(a)諾頓等效電路端口接負載R6;(b)N網絡的端口接負載R6

2)與上述(3)之2)中的測試結果進行比較，參閱圖2-8(b)，驗證諾頓定理。

五、測試記錄

表2-1 戴維南等效參數計算

表2-2 等效電壓源電壓Uoc測量結果

表2-3 戴維南等效電阻Req測量(計算)結果

表2-4 驗證戴維南定理

指導教師簽字： 年 月 日

六、實驗注意事項

(1)USN是N網絡內的電源，Us是外加電源，接線時極性位置，電壓值不要弄錯。

(2)此實驗是用多種方法驗證比較，測量中一定要心中有數，注意各種方法的特點、區別，決不含糊，否則無法進行比較，實驗也將失去意義。

(3)發光管是用作直接觀察電路中有否電流、電流的方向及判斷兩點是否接近等電位用。但因發光管是非線性元件，電阻較大，不管那種方法，只要測量電流、電壓時就把它短接掉，即用短線插到發光管兩頭的N2、N3插孔即可。

(4)測量電流、電壓時都要注意各表極性、方向和量程的正確選擇。測量時要隨時與事先計算的含源一端口網絡的等效電阻、開路電壓、短路電流等值進行比較，以保證測量結果的準確。

七、預習及思考題

(1)根據附本表2-1中一端口網絡的參數，計算開路電壓Uoc、短路電流Isc和等效電阻Req，并將結果記入該表中。

(2)用開路電壓、短路電流法測量等效電阻時，開路電壓、短路電流是否可以同時進行測量，為什么?

篇3：基爾霍夫定律實驗總結

一、實驗目的

1、驗證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律普遍性的理解。

2、進一步學會使用電壓表、電流表。

二、實驗原理

基本霍夫定律是電路的基本定律。

1) 基本霍夫電流定律

對電路中任意節點，流入、流出該節點的代數和為零。即 ∑I=0

2) 基本霍夫電壓定律

在電路中任一閉合回路，電壓降的代數和為零。即 ∑U=0

三、實驗設備

xxxxxxxxxxx

四、實驗內容

1、實驗前先任意設定三條支路的電流參考方向，

2、按原理的要求， 分別將兩路直流穩壓電源接入電路。

3、將電流插頭的兩端接至直流數字毫安表的“+，－”兩端。

4、將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中，記錄電流值于下表。

5、用直流數字電壓表分別測量兩路電源及電元件上的電壓值，記錄于下表。

五、基爾霍夫定律的計算值：

I1 + I2 = I3 ??（1）

根據基爾霍夫定律列出方程 （510+510）I1 +510 I3=6??（2）（1000+330）I3+510 I3=12 ??（3） 解得：I1 =0.00193AI2 =0.0059AI3 =0.00792AUFA=0.98V UBA=5.99V UAD=4.04V UDE=0.98V UDC=1.98V六、相對誤差的計算：E(I1)=（I1（測）- I1（計））/ I1（計）*100%=（2.08-1.93）/1.93=7.77%

同理可得：E(I2) =6.51% E(I3)=6.43% E(E1)=0% E(E1)=-0.08% E(UFA)=-5.10% E(UAB)=4.17% E(UAD)=-0.50% E(UCD)=-5.58%E(UDE)=-1.02%

七、實驗數據分析

根據上表可以看出I1、I2、I3、UAB、UCD的誤差較大。

八、誤差分析

產生誤差的原因主要有：

（1） 電阻值不恒等電路標出值，（以510Ω電阻為例，實測電阻為515Ω）電阻誤差較大。

（2） 導線連接不緊密產生的接觸誤差。

（3） 儀表的基本誤差。

九、實驗結論

數據中絕大部分相對誤差較小，基爾霍夫定律是正確的

十、實驗思考題

2、實驗中，若用指針式萬用表直流毫安檔測各支路電流，什么情況下可能出現毫安表指針反偏，應如何處理，在記錄數據時應注意什么？若用直流數字毫安表進行時，則會有什么顯示呢？

答：當萬用表接反了的時候會反偏實驗數據處理是應注意乘以萬用表自己選擇的倍數 用直流數字毫安表進行時會顯示負值

篇4：基爾霍夫定律實驗總結

一、實驗目的

1.驗證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。

2.驗證線性電路中疊加原理的正確性及其適用范圍，加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解。

3.進一步掌握儀器儀表的使用方法。

二、實驗原理

1．基爾霍夫定律

基爾霍夫定律是電路的基本定律。它包括基爾霍夫電流定律(KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)。

(1)基爾霍夫電流定律(KCL)

在電路中，對任一結點，各支路電流的代數和恒等于零，即ΣI＝0。 (2)基爾霍夫電壓定律(KVL)

在電路中，對任一回路，所有支路電壓的代數和恒等于零，即ΣU＝0。 基爾霍夫定律表達式中的電流和電壓都是代數量，運用時，必須預先任意假定電流和電壓的參考方向。當電流和電壓的實際方向與參考方向相同時，取值為正；相反時，取值為負。

基爾霍夫定律與各支路元件的性質無關，無論是線性的或非線性的電路，還是含源的或無源的電路，它都是普遍適用的。

2．疊加原理

在線性電路中，有多個電源同時作用時，任一支路的電流或電壓都是電路中每個獨立電源單獨作用時在該

支路中所產生的電流或電壓的代數和。某獨立源單獨作用時，其它獨立源均需置零。（電壓源用短路代替，電流源用開路代替。）

線性電路的齊次性（又稱比例性），是指當激勵信號（某獨立源的值）增加或減小K倍時，電路的響應（即在電路其它各電阻元件上所產生的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。

三、實驗設備與器件

1.直流穩壓電源 1 臺 2.直流數字電壓表 1 塊 3.直流數字毫安表 1 塊 4.萬用表 1 塊 5.實驗電路板1 塊

四、實驗內容

1．基爾霍夫定律實驗 按圖2-1接線。

圖2-1 基爾霍夫定律實驗接線圖

(1)實驗前，可任意假定三條支路電流的參考方向及三個閉合回路的繞行方 向。圖2-1中的電流I1、I2、I3的方向已設定，三個閉合回路的繞行方向可設為ADEFA、BADCB和FBCEF。

(2)分別將兩路直流穩壓電源接入電路，令U1=6V，U2=12V。

(3)將電路實驗箱上的直流數字毫安表分別接入三條支路中，測量支路電流， 數據記入表2-1。此時應注意毫安表的極性應與電流的假定方向一致。

(4)用直流數字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，數據記 入表2-1。

2．疊加原理實驗

(1)線性電阻電路

①分別將兩路直流穩壓電源接入電路，令U1=12V，U2=6V。

②令電源U1單獨作用， BC短接，用毫安表和電壓表分別測量各支路電流 及各電阻元件兩端電壓，數據記入表2-2。

③令U2單獨作用，此時FE短接。重復實驗步驟

②的測量，數據記入表2-2。

④令U1和

U2共同作用，重復上述測量，數據記入表2-2。

⑤取U2=12V，重復步驟③的測量，數據記入表2-2。

(2)非線性電阻電路

按圖2-2接線，此時開關K投向二極管IN4007側。重復上述步驟①～⑤的測量過程，數據記入表2-3。

(3) 判斷電路故障

按圖2-2接線，此時開關K投向R5（330Ω）側。任意按下某個故障設置按鍵，重復實驗內容④的測量。數據記入表2-4中，將故障原因分析及判斷依據填入表2-5。

五、實驗預習

1. 實驗注意事項

(1)需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數為準。 U1、U2也需測量，不應取電源本身的顯示值。

(2)防止穩壓電源兩個輸出端碰線短路。

(3)用指針式電壓表或電流表測量電壓或電流時，如果儀表指針反偏，則必須調換儀表極性，重新測量。此時指針正偏，可讀得電壓或電流值。若用數顯電壓表或電流表測量，則可直接讀出電壓或電流值。但應注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負號應根據設定的電流參考方向來判斷。

(4)儀表量程的應及時更換。

2. 預習思考題

(1)根據圖2-1的.電路參數，計算出待測的電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值，記入表2-1中，以便實驗測量時，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。

答：基爾霍夫定律的計算值

根據基爾霍夫定律列方程如下：

(1)I1+ I2 = I3 （KCL） (2) （510+510）I1 + 510 I3 = 6 （KVL）(3)（1000+330）I3 + 510 I3 = 12 （KVL）

由方程（1）、（2）、（3）解得：

I1 = 0.00193A= 1.93 mA I2 = 0.00599A= 5.99 mA

I3 = 0.00792A= 7.92mA UFA =510?0.00193=0.98 V UAB =?1000?0.00599 =?5.99V UAD =510?0.00792=4.04V UDE =510?0.00193=0.98 V

UCD =?330 ?0.00599 =?1.97V

(2)實驗中，若用指針式萬用表直流毫安檔測各支路電流，在什么情況下可能出現指針反偏，應如何處理？在記錄數據時應注意什么？若用直流數字毫安表進行測量時，則會有什么顯示呢？

答：指針式萬用表萬用表作為電流表使用，應串接在被測電路中。并注意電流的方向。即將紅表筆接電流流入的一端（“?”端），黑表筆接電流流出的一端（“?”端）。如果不知被測電流的方向，可以在電路的一端先接好一支表筆，另一支表筆在電路的另—端輕輕地碰一下，如果指針向右擺動，說明接線正確；如果指針向左擺動(低于零點，反偏)，說明接線不正確，應把萬用表的兩支表筆位置調換。

記錄數據時應注意電流的參考方向。若電流的實際方向與參考方向一致，則電流取正號 ，若電流的實際方向與參考方向相反，則電流取負號。

若用直流數字毫安表進行測量時，則可直接讀出電流值。但應注意：所讀得電流值的正、負號應根據設定的電流參考方向來判斷。

(3)實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管，試問疊加原理的疊加性與齊次性還成立嗎？為什么？

答： 電阻改為二極管后，疊加原理不成立。因為二極管是非線性元件，含有二極管的非線性電路，不符合疊加性和齊次性。

六、實驗報告

1. 根據實驗數據，選定實驗電路圖2.1中的結點A，驗證KCL的正確性。 答：依據表2-1中實驗測量數據，選定結點A，取流出結點的電流為正。通過計算驗證KCL的正確性。

I1 = 2. 08 mA I2 = 6. 38 mA I3 = 8. 43mA 即8.4?32.?086?.3?8?0 .

結論： I3?I1 ?I2 = 0， 證明基爾霍夫電流定律是正確的。

2. 根據實驗數據，選定實驗電路圖2.1中任一閉合回路，驗證KVL的正確性。

答：依據表2-1中實驗測量數據，選定閉合回路ADEFA，取逆時針方向為回路的繞行方向電壓降為正。通過計算驗證KVL的正確性。

UAD = 4.02 VUDE = 0. 97 VUFA= 0. 93 V U1= 6. 05V

6.05?0.97?4.02?0.93?0.03?0

結論：U1?UDE?UAD?UAF?0 ， 證明基爾霍夫電壓定律是正確的。 同理，其它結點和閉合回路的電流和電壓，也可類似計算驗證。電壓表和電流表的測量數據有一定的誤差，都在可允許的誤差范圍內。

3. 根據實驗數據，驗證線性電路的疊加性與齊次性。 答：驗證線性電路的疊加原理：