基爾霍夫定律的驗(yàn)證
一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?BR>1.驗(yàn)證基爾霍夫定律,加深對(duì)基爾霍夫定律的理解;
2.掌握直流電流表的使用以及學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測(cè)量各支路電流的方法;
3.學(xué)習(xí)檢查、分析電路簡(jiǎn)單故障的能力。
二.原理說(shuō)明
1.基爾霍夫定律
基爾霍夫電流定律和電壓定律是電路的基本定律,它們分別用來(lái)描述結(jié)點(diǎn)電流和回路電壓,即對(duì)電路中的任一結(jié)點(diǎn)而言,在設(shè)定電流的參考方向下,應(yīng)有ΣI =0,一般流出結(jié)點(diǎn)的電流取正號(hào),流入結(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào);對(duì)任何一個(gè)閉合回路而言,在設(shè)定電壓的參考方向下,繞行一周,應(yīng)有ΣU =0,一般電壓方向與繞行方向一致的電壓取正號(hào),電壓方向與繞行方向相反的電壓取負(fù)號(hào)。
在實(shí)驗(yàn)前,必須設(shè)定電路中所有電流、電壓的參考方向,其中電阻上的電壓方向應(yīng)與電流方向一致,見(jiàn)圖8-1所示。
2.檢查、分析電路的簡(jiǎn)單故障
電路常見(jiàn)的簡(jiǎn)單故障一般出現(xiàn)在連線或元件部分。連線部分的故障通常有連線接錯(cuò),接觸不良而造成的斷路等;元件部分的故障通常有接錯(cuò)元件、元件值錯(cuò),電源輸出數(shù)值(電壓或電流)錯(cuò)等。
故障檢查的方法是用用萬(wàn)用表(電壓檔或電阻檔)或電壓表在通電或斷電狀態(tài)下檢查電路故障。
(1)通電檢查法:在接通電源的情況下,用萬(wàn)用表的電壓檔或電壓表,根據(jù)電路工作原理,如果電路某兩點(diǎn)應(yīng)該有電壓,電壓表測(cè)不出電壓,或某兩點(diǎn)不應(yīng)該有電壓,而電壓表測(cè)出了電壓,或所測(cè)電壓值與電路原理不符,則故障必然出現(xiàn)在此兩點(diǎn)間。
(2)斷電檢查法:在斷開(kāi)電源的情況下,用萬(wàn)用表的電阻檔,根據(jù)電路工作原理,如果電路某兩點(diǎn)應(yīng)該導(dǎo)通而無(wú)電阻(或電阻極小),萬(wàn)用表測(cè)出開(kāi)路(或電阻極大),或某兩點(diǎn)應(yīng)該開(kāi)路(或電阻很大),而測(cè)得的結(jié)果為短路(或電阻極小),則故障必然出現(xiàn)在此兩點(diǎn)間。
本實(shí)驗(yàn)用電壓表按通電檢查法檢查、分析電路的簡(jiǎn)單故障。
三.實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1.直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字毫安表(根據(jù)型號(hào)的不同,EEL—Ⅰ型為單獨(dú)的MEL-06組件,其余型號(hào)含在主控制屏上)
2.恒壓源(EEL—Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ均含在主控制屏上,根據(jù)用戶的要求,可能有兩種配置(1)+6 V(+5V),+12V,0~30V可調(diào)或(2)雙路0~30V可調(diào)。)
3.EEL-30組件(含實(shí)驗(yàn)電路)或EEL-53組件
四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)電路如圖8-1所示,圖中的電源US1用恒壓源中的+6V(+5V)輸出端,US2用0~+30V可調(diào)電壓輸出端,并將輸出電壓調(diào)到+12V(以直流數(shù)字電壓表讀數(shù)為準(zhǔn))。實(shí)驗(yàn)前先設(shè)定三條支路的電流參考方向,如圖中的I1、I2、I3所示,并熟悉線路結(jié)構(gòu),掌握各開(kāi)關(guān)的操作使用方法。
1.熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu),將電流插頭的紅接線端插入數(shù)字毫安表的紅(正)接線端,電流插頭的黑接線端插入數(shù)字毫安表的黑(負(fù))接線端。
2.測(cè)量支路電流
將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插座中,讀出各個(gè)電流值。按規(guī)定:在結(jié)點(diǎn)A,電流表讀數(shù)為‘+’,表示電流流出結(jié)點(diǎn),讀數(shù)為‘-’,表示電流流入結(jié)點(diǎn),然后根據(jù)圖8-1中的電流參考方向,確定各支路電流的正、負(fù)號(hào),并記入表8-1中。
表8-1 支路電流數(shù)據(jù)
各元件電壓(V) |
US1 |
US2 |
UR1 |
UR2 |
UR3 |
UR4 |
UR5 |
計(jì)算值(V) |
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測(cè)量值(V) |
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相對(duì)誤差 |
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4.檢查、分析電路的簡(jiǎn)單故障(EEL—Ⅴ型無(wú)此實(shí)驗(yàn))
在圖8-1實(shí)驗(yàn)電路中,用選擇開(kāi)關(guān)已設(shè)置了開(kāi)路、短路、元件值、電源值錯(cuò)誤等故障,用電壓表按通電檢查法檢查、分析電路的簡(jiǎn)單故障:首先用選擇開(kāi)關(guān)選擇‘正常’,在單電源作用下,測(cè)量各段電壓,記入自擬的表格中,然后分別選擇‘故障1~5’,測(cè)量對(duì)應(yīng)各段電壓,與‘正常’時(shí)的電壓比較,并將分析結(jié)果記入表8-3中。
表8-3 故障原因