一、实验名称：

实验一 直流电路的电位测量和基尔霍夫定律验证

二、实验目的：

学习使用万用表，学会测量电路中的电位、电压，验证基尔霍夫定理。

三、实验原理：

在电路中任意选定一点为参考点，令参考点的电位为零，电路其他各点的电位就是各点与参考点间的电压。参考点不同，各点的电位也不同（电位的相对性）。电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位差，电压与参考点的选择无关（电压的单值性）。

基尔霍夫电压定律指出，任何时刻，沿电路中任一闭合回路绕行一周,各段电压的代数和恒为零，说明了电路中各段电压的约束关系，与电路中元件的性质无关。

基尔霍夫电流定律：流入某节点的电流之和等于由该节点流出的电流之和，流入电流加流出电流为零流入为正流出为负。

四、实验时间：2023年10月24日

五、实验仪器：

序号	名称	型号与规格	数量	备注
1	直流可调稳压电源	0~30V	二路
2	万  用  表		1
3	直流数字电压表	0~200V	1
4	电位、电压测定实验电路板		1	DGJ-03

六、实验步骤：

（一）、测量电位：

1、利用DGJ-03实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，按图1接线。调好电压的数值为U1＝6V，U2＝12V，分别将两路直流稳压电源接入电路。

2、以图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

                                                                          图 1

（二）、验证基尔霍夫定律（KCL、KVL）

实验线路与图1相同，用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。

（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1中的I1、I2、I3的方向已设定。

（2） 调好电压的数值为U1＝6V，U2＝12V，分别将两路直流稳压电源接入电路。

（3） 将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端，从大的量程开始调试数字毫安表。将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值记录下来。

（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，从大的量程开始调试直到达到合适的量程，测试数据记录下来。

七、实验结果：

测量电位数据表

表1

电  位参考点	φ与U	φA	φB	φC	φD	φE	φF	UAB	UBC	UCD	UDE	UEF	UFA
A	计算值	—	—	—	—	—	—	-5.99	12.00	-1.98	0.98	-6.00	0.98
	测量值	0	5.98	-6.01	-4.04	0.97	0.97	-5.99	11.99	-1.97	0.98	-6.01	0.98
	相对误差	—	—	—	—	—	—	0	0.1%	0.1%	0	0.1%	0
D	计算值	—	—	—	—	—	—	-5.99	12.00	-1.98	0.98	-6.00	0.98
	测量值	4.03	10.01	-1.98	0	0.99	5.01	-5.99	11.99	-1.97	0.98	-6.01	0.98
	相对误差	—	—	—	—	—	—	0	0.1%	0.1%	0	0.1%	0

验证基尔霍夫定律数据测量表

表2

被测量	I1(mA)	I2(mA)	I3(mA)	U1(V)	U2(V)	UFA(V)	UAB(V)	UAD(V)		UCD(V)	UDE(V)
计算值	1.92	5.99	7.91	6	12	0.98	-5.99	4.04		-1.97	0.98
测量值	1.92	5.97	7.95	5.99	11.79	0.99	-5.97	4.03		-1.99	0.99
相对误差	0	0.3%	0.5%	0.1%	1.7%	1.0%	0.9%	0.3%		1.0%	1.0%

八、实验结果分析

在电路中不同位置测量点位差。注意在测量过程中要确保仪器与电路连接良好，以避免额外的电阻和误差。将实际测量的电位差与预期计算值进行比较。如果实验结果与理论值一致，则可以得出结论，该直流电路符合基尔霍夫定律。如果存在明显的偏差，需要仔细检查电路连接、元件参数等可能影响测量结果的因素。