電路基礎(chǔ)試驗(yàn)報(bào)告

1、基爾霍夫定律和疊加定理的驗(yàn)證組長：曹波組員：袁怡 潘依林 王群 梁澤宇 鄭勛一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基爾霍夫電流定律和電壓定律加深對“節(jié)點(diǎn)電流代數(shù)和”及“回路電壓代數(shù)和”的概念的理解；通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證疊加定理，加深對線性電路中可加性的認(rèn)識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)原理基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律KCL:在集總電路中，任何時(shí)刻，對任一結(jié)點(diǎn)，所有流出結(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于 0?；鶢柣舴蚧芈冯妷憾蒏VL:在集總電路中，任何時(shí)刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于 0。疊加定理：在線性電阻電路中，某處電壓或電流都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該處分別產(chǎn)生的電壓或電流的疊加。三、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備儀器準(zhǔn)備. 030V可調(diào)

2、直流穩(wěn)壓電源. 15V直流穩(wěn)壓電源. 200m阿調(diào)恒流源.電阻.交直流電壓電流表.實(shí)驗(yàn)電路板.導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)電路圖設(shè)計(jì)簡圖四、實(shí)驗(yàn)步驟及內(nèi)容1、啟動(dòng)儀器總電源，連通整個(gè)電路，分別用導(dǎo)線給電路中加上直流電壓 U=15v, L2=10vo2、先大致計(jì)算好電路中的電流和電壓，同時(shí)調(diào)好各電表量程。3、依次用直流電壓表測出電阻電壓Ub、UBe、Ud,并記錄好電壓表讀數(shù)。4、再換用電流表分別測出支路電流1l、I2、I3,并記錄好電流讀數(shù)。5、然后斷開電壓U,用直流電壓表測出電阻電壓 U be,用電流表分 別測出支路電流Il并記錄好電壓表讀數(shù)。6、然后斷開電壓U,接通電壓 以，用直流電壓表測出電阻電壓 Ube 用

3、電流表分別測出支路電流I i并記錄好電壓表讀數(shù)。7、實(shí)驗(yàn)完畢，將各器材整理并收拾好，放回原處。實(shí)驗(yàn)過程輯錄圖1 測出UAb=圖2測出電壓UBe=圖3 測出Ud= TOC o 1-5 h z 圖4測出電流I1=圖5測出電流I2=圖6測出電流I3=圖7 測出U be=圖8 測出U be=附注：以上只是展示了測量過程中的主要內(nèi)容， 以確保實(shí)驗(yàn)是該組獨(dú)立自主完成。五、數(shù)據(jù)處理基爾霍夫定律驗(yàn)證數(shù)據(jù)表,一、項(xiàng)目次數(shù) jI 1I 2I 3UabUBeUEd12六、數(shù)據(jù)及誤差分析在驗(yàn)證基爾霍夫電流定律時(shí)，共測量了兩組數(shù)據(jù)，由實(shí)驗(yàn)原理 知，I 1= I 2+ I 3則說明實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證成功，在兩次測量中，理論值I 1

4、= I 2 + 13=+=,而實(shí)際測量值為I 1=?存在相對誤差，ei=%同理第二組數(shù) 據(jù)中的相對誤差e2=%由于在實(shí)際過程中。真值是個(gè)理想狀態(tài)，所 以常用平均值來代替實(shí)際數(shù)據(jù)分析I 1八=I 2八+I 3 A = + =。而實(shí)際值 I 1A=?相對誤差e3=%在驗(yàn)證基爾霍夫電壓定律時(shí)，同樣共測量了 兩組數(shù)據(jù)。由原理知電源電壓 U1=LAb+ Ube+UEd,則實(shí)際驗(yàn)證了定理的 可靠性，同樣我們可以算出前后兩次測得的實(shí)際電壓 U1, U、1分別 為一相對誤差依次為e4=%,e5=%，若以平均值作為真值，則相對誤差計(jì) 算得e6=%在驗(yàn)證疊加定理時(shí)，我們以支路電流I2,電壓UBe為研究對象， 如果

5、電源未單獨(dú)作用時(shí)的電流I2、電壓 G分別等于單獨(dú)作用時(shí)I 2 + I 2, U be+ U be,則實(shí)驗(yàn)得證。前后兩次測量中理論的UBe分別為一 實(shí)際值為，相對誤差(7 1 = 0, 2 = % 理論的I 2分別為，實(shí)際值分 別為，相對誤差3 = %(7 4=%若以平均值作為I2、UBe真值，此 時(shí)相對誤差分別為5=% 6=0。我們知道誤差來源通?？梢愿爬?3類：系統(tǒng)誤差、偶然誤差、 粗大誤差?；趯σ陨蠑?shù)據(jù)的分析我們不難發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)事實(shí)：1、無論是電壓或電流，在裝置未變的情況下，同一個(gè)物理量在兩次測得 的值是不同的；2、每次試驗(yàn)的相對誤差較小，基本上能滿足對試驗(yàn) 原理的驗(yàn)證；3、基于平均值

6、計(jì)算所得的相對誤差位于每組數(shù)據(jù)直接計(jì)算所得相對誤差之間；4、隨著試驗(yàn)次數(shù)的增多，每個(gè)物理量的值 將越來越趨近與平均值。我們在仔細(xì)分析試驗(yàn)結(jié)果后，覺得造成本小組試驗(yàn)誤差的原因 歸結(jié)如下：導(dǎo)線、開關(guān)等元器件之間可能有較大電阻；儀器精度不夠， 存在示數(shù)誤差，只有兩位小數(shù)；存在計(jì)算誤差，數(shù)據(jù)在未除盡時(shí)，保 留有效數(shù)字出了錯(cuò)誤；測量次數(shù)太少，顯得說服力不強(qiáng)；理論計(jì)算方 法不對，應(yīng)該用每個(gè)物理量的平均值作為理論值參與計(jì)算。減少誤差的改進(jìn)建議：日常做好器材保養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)保證電路連 接良好，在數(shù)據(jù)收集與處理時(shí)，要多次試驗(yàn)，結(jié)果呈現(xiàn)時(shí)，用平均值 計(jì)算，平衡誤差，有時(shí)還可借助圖像來擬合分析。七、實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)和體會(huì)原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作為大學(xué)工科類實(shí)驗(yàn)最為基礎(chǔ)的一類實(shí)驗(yàn)，然而卻能很好地反映一個(gè)工科生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)與思維，不僅僅是動(dòng)手操作能 力。在本次實(shí)驗(yàn)中，我們小組六人初次實(shí)驗(yàn)并不順利，主要是對實(shí)驗(yàn) 儀器元件功能不清楚，然而