1）实验目的

（1）加深对基尔霍夫定律、参考方向概念的理解。

（2）用实验数据验证基尔霍夫定律。

（3）继续学习直流仪器仪表的使用方法。

2）实验原理

基尔霍夫定律是电路理论中最基本的定律之一，它阐明了电路整体结构必须遵守的规律，应用极为广泛。

基尔霍夫定律有两条：电流定律和电压定律。

图2.3　节点N

（1）基尔霍夫电流定律（简称KCL）

在任一时刻，流入到电路任一节点的电流总和等于从该节点流出的电流总和。换句话说，就是在任一时刻，流出或流入到电路任一节点的所有支路电流的代数和为零。这一定律实质上是电流连续性的表现。运用这条定律时必须注意电流的方向。如果不知道电流的真实方向，可以先假设每一电流的正方向（也称参考方向），根据参考方向就可写出基尔霍夫的电流定律表达式，例如图2.3所示为电路中某一节点N，共有5条支路与它相连，5个电流的参考正方向如图2.3，根据基尔霍夫电流定律就可写出：

I1+I2+I3+I4+I5=0

如果把基尔霍夫电流定律写成一般形式就是∑I=0。显然，这条定律与各支路上接的是什么样的元件无关。不论是线性电路还是非线性电路，都遵循此定律。

基尔霍夫电流定律原是运用于某一节点，我们也可以把它推广运用于电路中的任一假设的封闭面，例如图2.4所示封闭面S所包围的电路有3条支路与电路其余部分相连接，其电流为I1、I2、I3，则

I1+I2+I3=0

因为对任一封闭面来说，电流仍然是连续的。

（2）基尔霍夫电压定律（简称KVL）

在任一时刻，沿任一闭合回路所有支路的电压降的代数和总等于零。把这一定律写成一般形式即为∑U=0，例如在图2.5所示的闭合回路中，电阻两端的电压参考正方向如箭头所示，如果从节点a出发，顺时针方向绕行一周又回到a点，便可写出：

U1+U2+U3-U4-U5=0

显然，基尔霍夫电压定律也和闭合回路上元件的性质无关。因此，不论是线性电路还是非线性电路，都遵循此定律。

图2.4　封闭面S

(www.daowen.com)

图2.5　闭合回路

3）实验内容

按照图2.6所示实验线路验证基尔霍夫电流定律和电压定律。

图2.6　基尔霍夫定律实验电路图

图中US=10 V为实验台上稳压电源输出电压，实验中调节好后保持不变，实验时各条支路电流及总电流用电流表测量，回路中各电压用电压表测量。

4）实验结果

（1）基尔霍夫电流定律

将直流电流表串接于电路各支路中，测出图2.6电路中所标示的各电流值，数据填入表2.2。

表2.2　基尔霍夫电流定律

（2）基尔霍夫电压定律

用直流电压表测出表2.3中各电压值（对应于图2.6电路），数据填入表2.3。

注意：电压表读数如为负值时，负号不能省去。

表2.3　基尔霍夫电压定律

5）实验报告

（1）完成实验测试，数据列表。

（2）根据基尔霍夫定律及电路参数计算出图2.6中各支路电流及电压，将计算结果与实验测量结果进行比较，说明出现误差的原因。

（3）总结对基尔霍夫定律的认识。

6）思考题

电压和电位有什么区别？如何确定电路中电压、电流的实际方向？