电工学实验指导书1(7)

2 3 4 万 用 表 直流数字电压表 电位、电压测定实验电路板 0~300V 1 1 1 自备 HE-12 四、实验内容

利用HE-12实验箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，按图2-1接线。

验线路中。）

2. 以图5-1中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φ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，测得数据列于表中。 电 位 参考点 计算值 A 测量值 相对误差 计算值 D 测量值 相对误差 五、实验注意事项

1.本实验线路板系多个实验通用，本次实验中不使用电流插头和插座。HE-12上的K3应拨向330Ω侧，三个故障按键均不得按下。

2. 测量电位时，用指针式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）接被测各点。若指针正向偏转或数显表显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）；若指针反向偏转或数显表显示负值，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）。数显表也可不调换表棒，直接读出负值。 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

φ与U 图2-1

1. 分别将两路直流稳压电源接入电路，令 U1＝6V，U2＝12V。（先调准输出电压值，再接入实

φA φB φC φD φE φF UAB UBC UCD UDE UEF UFA 30

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原理。

实验三 基尔霍夫定律的验证

一、实验目的

1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。 二、原理说明

基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。

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 同实验五 四、实验内容

实验线路与实验五图2-1相同，用HE-12挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。

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图 2-1

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3-1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和FBCEF。

2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。

3. 熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。 4. 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。 5. 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。 被测量 计算值 测量值 相对误差

五、实验注意事项

1. 同实验五的注意1，但需用到电流插座。

2．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。

3. 防止稳压电源两个输出端碰线短路。

4. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时， 如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流方向来判断。 六、预习思考题

1. 根据图5-1的电路参数，计算出待测的电流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。

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。

5. 心得体会及其他。

I1(mA) I2(mA) I3(mA) U1(V) U2(V) UFA(V) UAB(V) UAD(V) UCD(V) UDE(V) 32

实验四 叠加原理的验证

一、实验目的

验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、原理说明

叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。 三、实验设备

序号 1 2 3 4 5 名 称 直流稳压电源 万用表 直流数字电压表 直流数字毫安表 迭加原理实验电路板 型号与规格 0~30V可调 数量 二路 1 1 1 1 备 注 HE-12 四、实验内容

实验线路如图3-1所示，用HE-12挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。 1K F12 33

图 3-1

1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。

2. 令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表3-1。

表 3-1 测量项目 实验内容 U1单独作用 U2单独作用 U1、U2共同作用 2U2单独作用 U1 (V) U2 (V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) UAB (V) UCD (V) UAD (V) UDE (V) UFA (V) 3. 令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表7-1。

4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧）， 重复上述的测量和记录，数据记入表7-1。

5. 将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表7-1。

6. 将R5（330Ω）换成二极管 1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复1～5的测量过程，数据记入表7-2。

7. 任意按下某个故障设置按键，重复实验内容4的测量和记录，再根据测量结果判断出故障的性质。

表 3-2 测量项目 实验内容 U1单独作用 U2单独作用 U1、U2共同作用 2U2单独作用 U1 (V) U2 (V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) UAB (V) UCD (V) UAD (V) UDE (V) UFA (V) 五、实验注意事项

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