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直流电路的基本测量1.实验目的（1）学习万用表的使用（2）学习电阻，电流，电压和电位的测量（3）验证基尔霍夫电流定律和电压定律2．实验设备序号名称型号与规格数量1直流可调稳压电源0~30V两路2数字式万用表DT890A一块3电阻若干4导线若干3.实验原理（1）电压与电位在电路中，某一点的电位是指该点到参考点之间的电压值。各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而变的，参考点的电位为零，比参考点电位高者为正，低者为负。电位是相对的，参考点选取的不同，同一点的电位值不同。但电压是任意两点的电位差，它是绝对的。（2）基尔霍夫定律基尔霍夫定律分为电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。KCL应用于节点，KVL应用于回路。KCL内容：对于电路的任意一个节点，任意时刻，流入节点的电流的代数和等于零。其表达式为∑I=0KVL内容：对于电路中的任意一个回路，任意时刻，沿回路循环方向各部分电压的代数和等于零。其表达式为∑U=04.实验内容（1）电阻的测量1）将万用表红表笔插入标有“+”的孔中，“—”的孔中；2)采用数字万用表2kΩ档进行测量，无需调零，测量后直接在显示屏上读数；3）将结果填入下表中表1-2（单位：Ω）物理量R1R2R3R4R5测量值5091005506506333（2）电流的测量按图1-38所示连接电路。测量电流可以用指针式万用表，也可以用数字式万用表。为保证测量读数的精确，选用数字式万用表测量，将量程转换开关转到DCA位置20mA档位，断开被测支路，将万用表串联进相应的支路，将测量结果记入表1-3中I1I2FEBC+--++-+--++-ADI3U1U2E16V+-U3R1510ΩR21kΩR3510Ω12VE2R5330ΩR4510ΩU4U5图1-38直流电路基本测量实验电路表1-3（单位：V）物理量I1I2I3测量值1.945.957.86（３）电压的测量电路如图1-38所示，测量电压可以用指针式万用表，也可以用数字式万用表。为保证测量读数的精确，选用数字式万用表，将量程转换开关转到ＤＣＶ位置２０Ｖ档位，断开被测支路。将万用表并联在被测元件两端进行测量，将测量结果记入表１－４中表１-４（单位：Ｖ）物理量Ｕ１Ｕ２Ｕ３Ｕ４Ｕ５测量值16.044.040.992.01（４）电位的测量选取Ａ为参考点，分别测量Ｂ，Ｃ，D，E，Ｆ各点的电位，计算两点之间的电压值，将测量结果记入表１－５中，再以Ｄ为参考点，重复上述实验的内容，将测量结果记入表１－５中表１－５物理量电位参考值ＶＡＶＢVCVDVEVF计算值测量值A06.04-6.05-4.04-5.041.0UADUBFUCE4.045.04-1.01D4.0410.10-2.00-0.995.05UADUBFUCE4.045.05-1.01公式：当电位参考点为A点：UAD=VA-VD=0-（-4.04）=4.04UBF=VB-VF=6.04-1.0=5.04UCE=VC-VE=（-6.05）-（-5.04）=-1.01当电位参考点为D点：UAD=VA-VD=4.04-0=4.04UBF=VB-VF=10.10-5.05=5.05UCE=VC-VE=（-2.0）-（-0.99）=-1.01总结：分析实验中得出的数据。从表1-5的数据可以看出，无论电位参考点是A点还是D点，UAD、UBF、UCE的计算值都几乎相等！由此说明了电位的相对性。当电位参考点为A点时，各点上的数值均与电位参考点为D点时的数值不同。如表1-5中的VB当电位参考点为A点时，VB的数值(单位：V)为6.04；若电位参考点是D点时，VB的数值为10.10。因此说明了电压的绝对性。从图1-38中的电路图可知，由基尔霍夫电流定律得出，在节点A上有Σ入=Σ出，既I1+I2=I3。在表1-3中，I1、I2分别为1.94mA和5.95mA,则I1+I2=1.94+5.95=7.89mA,与在实验中测出的I3=7.86mA相接近。所以图1-38电路中电流之间的关系符合基尔霍夫电流定律。由图1-38电路可以看出，电路图共有3个回路，其中2个回路分别为回路ADEF和回路ADCB。运用基尔霍夫电压定律ΣU=0，列出回路电压方程：回路ADEF为E1=U1+U3+U4，回路ADCB为E2=U2+U3+U5。根据测量出来的数据U1+U3+U4=1+4.04+0.99=6.03V,而实验时E1的值为6V,两数值相似；在回路ADCB中,U2+U3+U5=6.04+4.04+2.01=12.09而实验时用的是12V的直流电源E2，两数值相近。另外，实验采用的是碳膜电阻，误差为±20%，而测量值均在正常误差以内，且误差较小，对实验影响不大。所以，图1-38电路中电压之间的关系符合基尔霍夫电压定律。