基尔霍夫原理实验报告

基尔霍夫原理实验报告（共10篇）

篇1：基尔霍夫原理实验报告

实验基尔霍夫定律及叠加原理的验证

一．实验目的1．验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

2．学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。

3．验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

二．实验原理

基尔霍夫定律是电路的基本定律,测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。即对电路中的任一个节点而言,应有∑I＝0；对任何一个闭合回路而言，应有∑U＝0。

运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。

叠加原理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。

线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小Ｋ倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小Ｋ倍。

三．实验设备

1．直流电压表0～20Ｖ

2．直流毫安表

3．恒压源（+6V，+12V，0～30V）

4．实验线路板

四．实验电路

基尔霍夫定律实验线路如图2—1所示

叠加原理实验线路如图2-2所示。

五．实验内容

基尔霍夫定律

1．实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路

结构，掌握各开关的操作使用方法。

2．分别将E1、E2两路直流稳压源（E1为+6V，+12V切换电源，E2接0～30V可调直流稳压源）接入电路，令E1＝6V，E2＝12V。

3．熟悉电源插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。

4．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。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，记入

数据表2-1中

叠加原理

1．E1为+6V、+12V切换电源，取E1=+12V，E2为可调直流稳压电源调至+6V； 2．令E1电源单独作用时（将开关K1投向E1侧，开关K2投向短路侧），用直流电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，3．令Ｅ2电源单独作用时（将开关K1投向短路侧，开关Ｋ2投向Ｅ２侧），重复实验步骤２的测量和记录。

4．令Ｅ1和Ｅ2共同作用时（开关Ｋ1和Ｋ2分别投向Ｅ1和Ｅ2侧），重复上述的测量和记录。

5．将Ｅ2的数值调至＋12Ｖ，重复上述3项的测量并记录。

数据记入表格2—2。表2—

2六．实验注意事项

1．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘 指示值为测量的电压值。

2．防止电源两端碰线短路。

3．若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“＋、－”极性，倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。

4．用电流表测量各支路电流时，应注意仪表的极性及数据表格中“＋、－”号的记录。5．注意仪表量程的及时更换。

七．预习思考题

1．根据图1-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2和I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。

2．实验中，若用万用表直流毫安档测各支路电流,什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示

3．叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E1或E2）置零（短接）？

4．实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？

八．实验报告

1．根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证KCL的正确性。2．根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正 确性。

3．根据实验数据表格，进行分析、比较、归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。

4．各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并作结论。

5．通过实验步骤6及分析数据表格1-3，你能得出什么样的结论？ 6．误差原因分析。心得体会及其他

篇2：基尔霍夫原理实验报告

一、实验目的1.验证基尔霍夫定律和叠加定理的正确性，加深对基尔霍夫定律和叠加定理的理解。

2.学会用电流插头、插座测量各支路电流。

二、原理说明

基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。

叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。

线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。

运用上述定律原理时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。

三、实验内容

（一）基尔霍夫定律的验证

(a)DGJ-

2(b)TX型设备实验电路图

型设备实验电路图

图2-1验证基尔霍夫定律和叠加定理实验电路图

DGJ-2型设备实验线路如图2-1(a),用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。TX型设备实验线路如图2-1(b),需要自行连接电路。

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2-1中的I1、I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。

2.分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝12V，U2＝6V。

3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。4.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。

（二）叠加定理的验证

DGJ-2型设备实验线路如图2-1(a),用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。TX型设备实验线路如图2-1(b),需要自行连接电路。

1.将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。

2.令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表2-1。

3.令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表2-1。

4.令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表2-1。

5.将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表2-1。

五、实验注意事项

1．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。

2.防止稳压电源两个输出端碰线短路。

3.用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。

六、预习思考题

1.根据图2-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。

2.实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？

3.在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？

4.实验电路中，若添加一个二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？

七、实验报告

1.根据实验数据，选定节点A，验证KCL的正确性。

2.根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。3.根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。

4.各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？ 试用上述实验数据，进行计算并作结论。

5.通过实验步骤6及分析表格2-2的数据，你能得出什么样的结论？心得体会及其他。

实验二 日光灯电路及功率因数的提高

一、实验目的1．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。2.掌握日光灯线路的接线。

3.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

二、原理说明图6-1RC串联电路

1.在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得 各支路的电流值，用交流电压表测得回路各元件两 端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔 霍夫定律，即ΣI＝0和ΣU＝0。

2.图6-1所示的RC串联电路，在正弦稳态信 R阻值改变时，UR的相量轨迹是一个半园。U、UC与UR三者形成一个直角形的电压三 角形，如图6-2所示。R值改变时，可改 变φ角的大小，从而达到移相的目的。

3.日光灯线路如图6-3所示，图中 A

是日光灯管，L 是镇流器，S是启辉器，图6-3 日光灯线路原理图

RUc

号U的激励下，UR与UC保持有90º的相位差，即当图6-2相量图

C 是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（cosφ值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。

三、实验设备

图

四、实验内容

经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出(即U)调至220V。记录U、UR、UC值，验证电压三角形关系。

1.按图6-1 接线。R为220V、40W的白炽灯泡，电容器为4.7μF/450V。

2.图6-4日光灯电路图

按图6-4接线。经指导老师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器的输出调至220V，记录功率表、电压表读数。通过一只电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流。改变

注：表中C0为功率因数最大时的电容值。

五、实验注意事项

1.本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全。2.功率表要正确接入电路。

3.线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。

六、预习思考题

1.参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。

2.在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮（DGJ-04实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。）；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？

3.为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？

4.提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？

七、实验报告

1.完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。

篇3：基尔霍夫原理实验报告

1 电路设计原理

1.1 基尔霍夫定律概述

基尔霍夫定律是电路分析理论中的基本定理,反映的是电路连接中,各支路的电流或各部分电压之间的约束关系。它仅与电路的连接方式有关,而与所连接元件参数无关,被称为电路分析的拓扑约束关系。它为分析求解电路提供理论依据,也是集总参数电路所必须遵守的规则。它包括基尔霍夫电流定律KCL(Kirchhoffs Current Law)和基尔霍夫电压定律KVL(Kirchhoffs Voltage Law)。

1.2 基尔霍夫定律的内容

KCL是描述电路中与节点相连的各支路电流间相互关系的定律,它的基本内容是:对于集总参数中的任意节点,在任意时刻,流出和流入该节点电流的代数和等于零。KCL是电荷守恒定律和电流连续性在集总参数电路中任一节点处的具体反映。事实上KCL不仅适用于电路中的节点,对电路中任一假象的闭合曲面它也是成立的[3]。

KVL是描述回路中各支路或各元件电压之间关系的。它的基本内容是:对任何集总参数电路,在任意时刻,沿任意闭合路径巡行,各段电路电压的代数和恒等于零。KVL反映了保守场中做功与路径无关的物理本质,体现出集总参数电路遵从能量守恒定律的实质。同理,对于电路中任一假想的回路KVL也是成立的[3]。

2 采用EWB实现仿真过程

2.1 计算机辅助分析与设计

计算机辅助分析与设计主要依靠计算机模拟软件,EWB是以SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)程序为基础,设计过程如图1所示[4]。

2.2 基尔霍夫定律仿真实验

2.2.1 实验电路及仿真结果

基尔霍夫定律是电路原理中推导其他理论的依据,适用范围是任何集总参数网络。以直流电路为例与传统实验数据作比较验证,实验步骤如下:

(1)实验电路如图2所示[5],打开EWB仿真软件,在工作界面放置元器件和指示仪器,并连接入图。设置各元器件的属性对话框,更改其参数,完成电路连接。

(2)打开仿真开关,系统开始仿真。各支路电流显示在电流表上,各部分电压显示在电压表上,结果如图3所示。等待指示仪器上数据显示稳定后,关闭仿真开关,读取数值。

(3)记录测量结果,如表1和表2所示。

(4)数据分析。从实验电路图2可知,电路中共有两个节点、3条回路。按照图2中假设电流的参考方向,测量数据显示,对节点3有:电流在该节点流入流出电流的代数和为零,对节点4也有相同的结论。从电压表测量的结果,沿网络中的任意一个回路任意方向绕行一周,该回路中电压的代数和亦为零。

(5)结论。由实验数据分析计算得出:电路中对任意节点有∑I=0;对任一闭合回路有∑U=0。

2.2.2 电路故障分析的仿真实现

EWB提供的电路分析功能主要基于Pspise内核的功能,包括电路的瞬态和稳态分析、时域和频域分析等常规分析方法。还有离散傅里叶分析、电路零极点分析等高级分析方法。另外,它还可以对被仿真电路中的元器件人为设置故障,如开路、短路等现象,针对不同故障观察电路的各种状态,加深对电路概念和原理的理解,这在传统实验中是很难做到的。为体验EWB强大的仿真能力,对实验电路做故障分析。

假设故障1:无接地元件。“地”元件提供了电路中各节点的相对参考点,如电路没有接地,将会看到错误信息,其在仪器上的读数也是无效的。所以,在使用EWB软件分析电路时,必须要有接地点。

假设故障2:电源开路。仿真结果如图4,各支路电流显示为零。由于电源开路,网络内无提供能量的元件,造成电路中没有电流流过,连接到各支路的电流表中也无驱动其指示的电流,使得各电流表的读数全为0,显示为I1=I2=I3=0。

假设故障3:R2支路短路。仿真结果如图5,R3支路上有很小的电流。当R2支路短路时,电阻的阻碍作用小,在测量精度所要求的范围内,所有的电流都流过该支路。而只有很小的电流流过R3,从测量结果来看,由于0.300 pA≪0.060 A,可以忽略R3支路的电流。同时,电流要满足电路连接KCL关系,就必然会有I1≈I2。

假设故障4:R3支路开路。仿真结果如图6,R3支路上电流为零。当R3支路断开时,无电流流过R3支路,该支路所连接的电流表显示为0,即得I3=0。电路连接存在KCL约束关系,对任意节点要使∑I=0成立,这时就有I1=I2=0.030 A。

假设故障5:电流表开路。仿真结果如图7,出现提示错误消息框。显示电流表U1的连接点1断开,需检查修改电路后再进行仿真。由于电流表是串联电路中的,开路相当于电路某处连接被断开,不能进行仿真,先检查电路使其导通。

假设故障6:电压表短路。仿真结果如图8所示,当电压表U4短路时,I1≈0,由于U4,U1和R1组成单回路电路,会有少量的电流流过R1,在其两端产生很小的电压,所以R1所在支路的电流表显示为0,而电压表显示纳伏级的电压即0.091 nV。注意到0.091 nV≪6.000 V,根据电路连接的KVL约束关系,电压表U5应显示为6.000 V,与实验结论相吻合。

2.2.3 实验的综合分析比较

从理论分析和仿真电路中各指示仪表的显示数据比较,是完全符合实验结论的。但在计算机仿真分析与传统实验相结合中,还要认识到几个具体问题:

(1)实验结果分析。由于实际电表的内阻影响较为明显,电路存在负载效应,传统实验数据需要分析仪器、人为等各种误差因素对结果的影响程度。环境和工作标准的客观要求,也使测量结果的精确度不高,需要进一步的测量计算,减小实验误差。

(2)电阻的标称值。电阻器的标称阻值系列共有E6、E12、E24、E48、E96和E192这几种,任何固定电阻器的阻值都应该符合标称阻值所列数值乘以10n,单位是Ω,其中n为整数[6]。可见并不是理论上所要求的所有阻值,在实际中都能满足。这也是传统实验在选用元器件时会产生的误差。

(3)电表的反接。在传统实验中,电表的反接会损坏仪器,用表笔触碰的方法避免这一破坏。如上所述,在仿真实验时实验结果是直接显示正、负电压或电流值,电表的反接对仪器和测量数据都没有影响。

(4)电源选择。在试验中接入直流电源来完成实验设计和验证,然而在交流电路中,KCL和KVL也是适用的。而通用的万用表不能用来直接测量交流电流,使结论的适用范围不容易得到完全验证。但通过仿真器件只需改换电源部分便可完成。

(5)参考方向的假设。在实验前,定义相关联的参考方向是必要的。有助于将电表以正确的方向接入电路,不造成损坏。另外也为验证电路定理,计算各支路的电压、电流的代数和提供正确的符号。用软件仿真电路时不需要考虑参考方向的假设,它会按照电表的接入方向,直接显示出数值的符号和大小。“+”值说明电流的真实方向就是电表的接入方向,“-”值表示该支路电流方向与实际方向相反。

(6)设置电路故障。传统实验中,电路发生故障是难免的,而要人为故意制造故障却不容易实现,况且还会破坏电路元件。为进一步验证实验结论,加深对理论的理解,用仿真软件设置故障,模拟实际实验可能出现的问题,能快速显示结果并得到完全可靠的数据,可以说是高效快捷的好方法。

3 结束语

运用EWB对电路原理的仿真研究,不仅可以做验证性的实验证明,还可以进行电路设计,提高实验的效率和准确性。同时,通过EWB构造的虚拟工作平台,避免了仪器损坏等不利因素[2]。在教学中使用EWB可以帮助课堂,补充理论教学的不足。实践证明,运用EWB技术对电路理论进行的仿真方案是可行的,该实验可节省时间且易于改正错误,使实验设计结果更加形象化。

摘要：用EWB电子仿真软件验证电路定理,并利用其元件库提供的各元器件理想值,实时输出理论值。仿真使用EWB人为设置故障,模拟电路可能发生断路、短路等现象时的状态,完整表达定理的适用范围,通过传统验证和仿真软件的对比,让两者匹配到最佳状况。实验显示,使用EWB对电路可实现全面仿真,为真实实验的设计和调试奠定了基础。

关键词：基尔霍夫定律,EWB,仿真,故障分析

参考文献

[1]于枫,张建新,王秀成.电子系统仿真分析教程[M].北京:科学出版社,2004.

[2]赵世强,许杰,荆炳礼,等.电子电路EDA技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

[3]张永瑞,杨林耀,张雅兰.电路分析基础[M].2版.西安:西安电子科技大学出版社,2001.

[4]解月珍,谢沅清.电子电路计算机辅助分析与设计[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.

[5]王仁道.电路原理[M].北京:科学出版社,2004.

篇4：基于基尔霍夫定律仿真实验的研究

关键词:职校学生 基尔霍夫定律 EWB仿真

一、引言

作为职业技术类院校,电学教学是我院教学的一个难题,由于其内容比较抽象,逻辑严谨性强,被学生公认为是一门枯燥、乏味、难以理解和接受的学科。但电学又是信息化条件下最基本、最重要的基础知识,学习好电学又非常重要。笔者经过认真的研究,依照学生的知识层次和接受能力,并且对比了一些电气仿真软件的优势,将其引入到课程的教学中来,通过仿真实验来加深学生的理解和认识。

二、实验仿真简介

仿真实验就是将学生未知的研究对象与已熟知的研究对象相比较,或者把抽象的概念和一个形象具体的、看得见的物理模型相比较。现在比较常用的计算机仿真软件有Protel99、EWB5.0(Electronics Work Bench)和MATLAB等几种。它们具有极为全面的工具、文档以及设计项目的组织功能,界面直观、非常方便操作和掌握,可以完成电路原理图设计、电路信号仿真,Protel99还具有印刷电路板设计功能,还能实现逻辑器件(PLD)的设计,在现代职教领域中具有很大的发展空间。综合职校学生的特点,本文选用较为简单易学的EWB仿真软件,对职校电学教材中基尔霍夫定律一节的内容做实验仿真,以加深学生的理解。

三、基尔霍夫定律内容

基尔霍夫电流定律(KCL)指出:任何时刻,流入某节点的电流之和恒等于流出该节点电流之和,无电荷存储。

公式表达为:∑I入=∑I出,或∑I=0。

基尔霍夫电压定律(KVL)指出:任一闭合回路中,各断电路电压降的代数和恒等于零。

公式表达为:∑E=∑IR,或∑U=0。

基尔霍夫电流定律及EWB电路仿真模型如图1、图2所示:

图1 直流信号复杂电路

图2 交流信号复杂电路

1.对直流信号复杂电路,基尔霍夫定律满足关系:

对节点a——I1+I2=I3,

对回路1和回路2——I1R1+I2R2=E1,

I2R2+I3R3=E2

2.对交流信号复杂电路,基尔霍夫定律满足关系:

对节点a——i1+i2=i3,

对回路1和回路2——i1R1+i2R2=e1,i2R2+i3R3=e2

注意:由于交流信号源的电压值随时间在不断变化,所以并非每一时刻的回路电压降都相等。

四、实验内容和步骤

1.在EWB仿真界面中按照图1、图2接好电路;

2.检查电路连接无误后,点击界面右上角开关按钮,(注意电流表的连接方法);

3.依照表1设置稳压电源的参数,分别读出三个电流表的电流示数,记录入表1;

4.依照欧姆定律求出三个电阻两端的电压示数,记录入表1;

5.将稳压电源分别置换为正弦交流信号,将不同时刻的电流表、电压表读数记录入表2。

表1 直流信号复杂电路电压电表读数

表2 直流信号复杂电路电压电表读数

五、实验分析

通过对交/直流信号复杂电路模型进行实验仿真,设置和改变元器件参数、观测仪表示数,我们可以很直观地了解并掌握基尔霍夫定律的内容。虽然理论计算与仿真实测相比略有误差,注意考虑到仪表误差以及信号和元件参数的影响。通过仿真,将抽象的电学问题形象化,把复杂的问题简单化。巧妙地把看不见的电学问题用形象的、看得见的物理模型来类比说明,加深了学生对电学知识的理解。

六、结束语

在结束本文的讨论时,我引用英特尔公司首度执行官克瑞格·贝瑞特博士的话:“如果教师不了解如何更加有效地运用技术,所有的与教育有关的技术都将没有任何实际意义。”总之,将计算机仿真软件的应用与电路原理相结合,最终出现的情况是学生容易理解所学知识,能学懂、产生浓厚学习兴趣、爱学,掌握更多的知识,教学效果良好.

参考文献:

1.电子设计与仿真技术[M].机械工业出版社

2.电工学[M].中国劳动出版社

3.王丽敏.《电路仿真与实验》[M].哈尔滨工程大学出版社

4.岑珠玲.面向社会改革电工专业教学的探索与设想[J].广东职业技术师范学院学报

篇5：基尔霍夫原理实验报告

一、实验目的1、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律普遍性的理解。

2、进一步学会使用电压表、电流表。

二、实验原理

基本霍夫定律是电路的基本定律。

1)基本霍夫电流定律

对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。即 ∑

I=0

2)基本霍夫电压定律

在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。即 ∑U=0

三、实验设备

四、实验内容

实验线路如图2-1所示

图 2－

11、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，2、按原理的要求，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直流数字毫安表的“+，－”两端。

4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，记录电流值于下表。

5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值，记录于下表。

五、基尔霍夫定律的计算值：

I1+I2=I3„„（1）

根据基尔霍夫定律列出方程（510+510）I1 +510 I3=6„„（2）

（1000+330）I3+510 I3=12„„（3）解得：I1 =0.00193AI2 =0.0059AI3 =0.00792A

UFA=0.98VUBA=5.99VUAD=4.04VUDE=0.98VUDC=1.98V

六、相对误差的计算：

E(I1)=（I1（测）-I1（计））/ I1（计）*100%=（2.08-1.93）/1.93=7.77%

同理可得：E(I2)=6.51%E(I3)=6.43%E(E1)=0%E(E1)=-0.08%

E(UFA)=-5.10%E(UAB)=4.17%E(UAD)=-0.50%E(UCD)=-5.58%E(UDE)=-1.02%

七、实验数据分析

根据上表可以看出I1、I2、I3、UAB、UCD的误差较大。

八、误差分析

产生误差的原因主要有：

（1）电阻值不恒等电路标出值，（以510Ω电阻为例，实测电阻

为515Ω）电阻误差较大。

（2）导线连接不紧密产生的接触误差。（3）仪表的基本误差。

九、实验结论

数据中绝大部分相对误差较小，基尔霍夫定律是正确的

十、实验思考题

2、实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行时，则会有什么显示呢？

篇6：实验一 基尔霍夫定律的验证

一、实验原理

1、电荷守恒定律：电荷既不能创造也不能消失。

2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失。

3、基本霍夫定律是电路的基本定律。（1）基本霍夫电流定律

对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。即 ∑I=0。（2）基本霍夫电压定律

在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。即 ∑U=0。

二、实验目的

1、验证基尔霍夫电流、电压定律。加深对基尔霍夫定律的理解。

2、加深对电流、电压参考方向的理解。

三、实验过程

采用三组数据，实验过程图分别如下：

（1）

对点a：

KCL： 0.7498+1.499=2.2488≈2.249 A 对如图标识大回路：

KVL：2.249+0.7498+2.998=5.9968≈6 V（2）

对点a：

KCL： 0.3999+0.7997=1.199≈1.200 A 对最大回路：

KVL：2.399+0.3999+3.199=5.9979≈6 V

（3）

对点a：

KCL： 0.2727+0.2727=0.5454=0.5454 A 对最大回路：

KVL：1.091+0.2730+4.636=6 = 6 V

四、实验心得

验证基尔霍夫定律是我的第一次实验，也是第一次使用workbench，在寻找器件、研究电压表电流表的正负极、连接节点方便遇到了很多困难，后来在向同学请教、百度搜索当中得到了解答，因此这次试验锻炼了我使用workbench的基本能力。

篇7：说课稿 基尔霍夫定律

王

波

一、教材分析

基尔霍夫定律位于第三章复杂直流电路第一节，与元件特性一起构成了电路分析的基础，在知识内容上起到承上启下的作用。教材在前面的两章中主要介绍简单直流电路，本节将通过基尔霍夫定律的学习，为后面解决复杂的的直流和交流电路问题奠定基础。

二、学情分析

本课的教学对象是汽修专业一年级学生。

1、基础知识，学习能力和学习习惯都不是太好。

2、分析能力和思维能力还相对较低。

3、活泼好动，思维活跃，动手能力较强。

三、教学目标

1.知识目标

（1）了解简单电路和复杂电路的区别。

（2）理解并掌握支路、节点、回路、网孔基本概念。（3）应用基尔霍夫电流定律列节点电流方程。

2.能力目标

（1）培养学生利用所学知识分析计算复杂电路的能力。（2）领会电工学中归纳、假设的研究方法。

3.情感目标

（1）在解题过程中培养学生谨慎、仔细、不怕难的乐观情绪，增强学生对本专业课的热爱，提高他们的求知欲。

（2）通过启发式教学过程,培养学生的自主学习能力。

四、重点难点

重点：基尔霍夫电流定律。

难点：支路、回路、网孔等概念的理解和区分，广义上的基尔霍夫电流定律。

五、教学方法

1、设疑提问法：调动学生学习积极性，提出问题，通过对问题的讨论、分析和思考，得出结论，引入新课。

2、讲授法：配合课件，向学生讲解复杂电路的几个基本概念。

3、实验法：采用教师演示，学生分组实验，最后学生在教师的指导下，完成探究性实验。

4、启发式和师生互动式：此方法在要求学生分析电流关系、讲解例题和评讲练习等多处用到。

六、学生学法

以教师为主导，学生为主体，教师为辅，学生为主，引导学生提出自已的看法，让学生主动参与到学习中来。可用学生自已提的问题作为全班的讨论问题，拉近师生之间的关系，启发学生思考，从而解决问题，充分体现师生互动的教学模式，突出学生的主体地位。

七、教学过程

为了实现教学目标，真正让学生学得懂、愿意学，让课堂气氛活跃起来，把学生的注意力吸引在课堂上，我把整个教学过程设计为下面八个环节。

1.复习引入：利用课件帮助学生复习串、并联电路和欧姆定律的有关知识，为本课题的教学做好铺垫，展示教材图3-1，让学生对两个电路进行比较，思考老师提出的问题，从而引入新课。

2.讲授概念： 结合课件讲授几个基本概念：支路，节点，回路，网孔。为了巩固知识点，及时进行随堂练习，用多媒体展示教材图3-1，让学生判断有几个节点，几条支路，几个回路和几个网孔，学生完成后，教师进行评讲。

3.实验探究：学生分小组进行实验，要求学生亲自动手操作，手脑并用，观察电流表的读数，并记录下来，通过学生自己分析总结它们的关系，从而导出基尔霍夫电流定律的内容。（插入学生活动视屏）（评价）（分值）插图报告册

4.练习巩固：课件展示教材图3－5，让学生判断电路中有几条支路，老师抛出求支路电流问题，老师鼓励学生进行小组讨论如何利用前面总结的基尔霍夫电流定律来解决问题。最后老师引导学生列出节点电流方程。通过这个练习，老师再向学生介绍电流方向的规定并引导学生归纳出基尔霍夫第一定律的另一种表述及公式。5.拓展延伸：将狭义的节点扩展成一个封闭面，在原有知识的基础上加深难度，拓展学生视野。课件给出教材图3－4。引导学生得出：I进＝I出。

6.强化技能：结合课件讲解教材例3－5。强化学生对基尔霍夫电流定律的应用，加深学生对基尔霍夫电流定律的理解。在讲解时，特别提醒学生注意电流方向。

7.课堂小结：结合课件，引导学生回顾本节课所学知识，自主小结本节内容，在学生回答的基础上加以概括，并强调本节课的重难点。

8.课后作业：熟记三个术语的概念和基尔霍夫定律的内容，做课本习题。

八、教学反思

1、基本：达到了课前的设计想法，教学环节完整，教学内容符合学生实际需要，完成教学目标。

2、亮点：教学中的实验探究活动充分调动了学生兴趣，使学生能积极参与。

3、不足：课程中各个活动环节的过渡不够自然；由于时间关系，学生的讨论不太充分，对学生的想法挖的不够深入。

4、改进：一部分学生学习积极性不高，不主动，对该课程不感兴趣，对于这部分学生采取多鼓励，多提一些简单的问题，激发学生好奇心，从而使这些学生参与到教学活动中。有个别基础比较好的学生，如果能很快接受理解并掌握本节课知识点，则可以给他们提出自主学习基尔霍夫电压定律的要求。

总之，这节课设计的原则是体现学生主体地位，教师仅仅是活动的串联者和引导者，学生是主要的活动者和体验者，在我们的课堂没有旁观者，只有参与者。

板书设计：

篇8：浅谈基尔霍夫定律的应用

基尔霍夫定律是在1845年由德国人G.R.Gustav Rober Kirchhoff (1824~1887) 基尔霍夫提出, 定律阐述了集总电路各回路电压之间和各支路电流之间的约束关系, 是电路理论的最基本定律。基尔霍夫定律分为两个部分:基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。

一、基尔霍夫电流定律

1. 基尔霍夫电流定律。

基尔霍夫电流定律 (简称KCL) 又叫做节点电流定律, 它指出:电路中任意一个节点上, 在任一时刻, 流入节点的电流之和, 等于流出节点的电流之和。如图所示

对于节点A, 有I1+I3=I2+I4+I5或I1+I3-I2-I4-I5=0

如果规定流入节点的电流为正流出节点的电流为负, 则基尔霍夫电流定律也可以写成∑I=0亦即在任意电路的任一节点上, 电流的代数和永远等于零。

2. 基尔霍夫电流定律的应用

【例1】如图所示电路, 已知I1=1A, I2=2A, I3=5A, I4=3A试求I5。

解:根据图中各电流方向, 列出节点电流方程为:

I1+I3=I2+I4+I5

则:I5=I1+I3-I4-I2=1+5+3-2=7A

结果得出I5的值是正的, 表示I5的实际方向与标定的参考方向相同, 是由节点A流出的。

参考方向:任意假定的方向。若计算结果为正值, 表明该矢量的实际方向与参考方向相同;计算结果为负值, 表明该矢量的实际方向与参考方向相反。

3. 基尔霍夫定律的推广

节点电流不仅适用于节点, 还可推广于任意假设的封闭面来说, 它仍然成立。下图电路中闭合面所包围的是一个三角形电路, 有三个节点。

电流定律的推广应用应用基尔霍夫第一定律可以列出:

上面三式相加可得:IA+IB+IC=0或∑I=0

即:流入此闭合曲面的电流恒等于流出该曲面的电流。

二、基尔霍夫电压定律

1. 基尔霍夫电压定律的定律。

基尔霍夫电压定律 (简称KVL) 又叫做回路电压定律, 它说明在一个闭合电路中各端电压之间的关系。如图所示

回路abcdea表示复杂电路若干回路中的任一个回路 (其他部分没有画出来) , 若各支路都有电流 (方向如图所示) , 当沿a-b-c-d-e-a绕行时, 电位有时升高, 有时降低, 但不论怎样变化, 当从a点绕闭合回路一周回到a点时, a点电位不变, 也就是说, 从一点触发绕回路一周回到a点时, 各段电压 (电压降) 的代数和等于零, 这一关系叫做基尔霍夫电压定律。

2. 应用基尔霍夫电压定律列方程的步骤。

在运用基尔霍夫电压定律所列的方程中电压与电动势均指的是代数和, 因此必须考虑正、负。下面我们总结一下利用KCL列回路电压方程的步骤:

如上图所示电路中, 以支路 (1, 2, 3, 4) 构成的回路为例:

1) 每个元件两端假设一个电压, 标明参考方向;

2) 选定一个在回路上绕行的方向 (一般均选择顺时针方向为正方向) 。

3) 如果在绕行中从正极到负极, 此电压便是正的;反之从负极到正极, 此电压便是负的。 (或者如果电路的参考方向与绕行方向一致的, 在该电压前面取“+”号;凡电压的参考方向与绕行方向相反的, 前面取“-”号。)

4) 从某个元件或某段电路开始, 绕行一圈, 此路径上全部电压降的代数和为零。

得回路电压方程为:U1+U2-U3+U4=0

3. 基尔霍夫电压定律的应用。

在简单直流电路中, 基尔霍夫电压定律的提出使电压的求法十分的方便正确, 它与欧姆定律结合使用可以迅速准确的求出电路中各元件的电压。

在复杂电路中, 常常将基尔霍夫电压定律 (KVL) 和基尔霍夫电流定律 (KCL) 结合来使用。因此常用的方法有三种:支路电流法、节点电压法和网孔分析法。

基尔霍夫电压定律也同样适用于正弦交流电路, 它与相量法结合也可以求得正弦交流电压。

4. 基尔霍夫定律的推广。

只要是在集总电路中, 基尔霍夫电压定律总是适用的。基尔霍夫电压定律不仅适用于闭合电路, 还可以推广到任一不闭合的电路。

(1) 应用于假想的闭合回路。若求一电路开口处的电压, 只要假象开口处有一电压即可利用KVL列回路电压方程求解。 (2) 应用于任意两结点之间的电压。任何电路中, 任意两结点之间的电压, 可通过任意一条连接两结点路径进行计算, 所得结果与计算时所取的路径无关。一般选择的路径越简单越好, 路径选好了可以使题目简单明了, 利于做题。

广义KVL为我们进行电路分析的电压计算提出了一个重要原则:若我们经某条路径计算电压出现困难时, 可尝试通过另外一条路径进行计算, 所得结果不变。

基尔霍夫定律是电路分析、计算中非常常用、重要的定律之一, 是电路中电压、电流求解的基本方法, 同时适用于简单、复杂电路和正弦交流电路;但是在教学过程中发现:大多数学生常常不会利用基尔霍夫电压定律恰当的解题, 希望本篇论文会对同学有些许的帮助。

参考文献

[1]周绍敏主编.电工基础[M].高等教育出版社.2006.

篇9：基尔霍夫定律及其应用简述

关键词： 基尔霍夫第一定律；支路；节点；基尔霍夫第二定律；回路；网格

基尔霍夫定律由德国物理学家G.R.基尔霍夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824～1887）于1845年提出，该定律分别概括了电路中电流和电压所遵循的基本规律，不仅适用于直流电路的分析，也可以用于交流电路的分析，还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。运用基尔霍夫定律进行电路分析时，仅与电路的连接方式有关，而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关[1]，是求解复杂电路的电学基本定律。

一、基尔霍夫第一定律

1、基本概念。

①支路[1]：a.每个元件就是一条支路；b.串联的元件我们视它为一条支路；c.流入等于流出的电流的支路。

②节点[1]：a.支路与支路的连接点；b.两条以上的支路的连接点；c.广义节点（任意闭合面）。

2、基尔霍夫第一定律内容。

表述：在任何时刻。电流中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和[2]。

■i （t）出=■i （t）入 （1）

在直流的情况下：

■I 出=■I 入 （2）

该定律建立在电荷守恒公理的基础之上，表征了电流的连续性。而如何正确应用此定律，可依从以下几个步骤：

①判断电流是流入还是流出。而对于某一节点A（两个以上的支路交汇于此）列写电流方程式时，对于任一支路判断是流入还是流出，取决于电流的参考方向（箭头方向）与节点的关系：当电流的参考方向指向该节点时该电流即为流入的电流；当电流的参考方向背离该节点时，该电流即为流出的电流。

应用此定律，对图1中节点A，列写电流定律时可以发现：

I1的参考方向指向节点，因此为流入电流，I2的参考方向背离节点，因此为流出电流，同理，I3为流入电流，I4为流出电流。

②列写方程式。根据电流流入流出的情况，将流入的电流写在方程式的左侧（右侧），流出的电流写在方程式的右侧（左侧）对图1电流方程式即为：

I1+I3=I2+I4 （3）

③计算电流的实际流向。对于由N条支路汇聚的节点A，在已知（N-1）条支路电流的情况下，可求解出第N条电流的情况：当所求值为正数，此电流的实际流向和参考方向相同；当所求电流值为负值，表明此电流的实际流向与参考方向相反。对图1，如果有：

I1=5A，I2=16A，I3=4A，利用（3）可得等式：

5+4=16+I4 （4）

经计算，得出I4=-7A，该结果表示I4 的实际流向与参考方向相反，实际流向为流入，大小为7A。

KCL定律不仅适用于电路中的节点，还可以推广应用于电路中的任一假设的封闭面。即在任一瞬间，通过电路中任一假设封闭面的电流代数和为零。但是对于任意假设的封闭面，若该封闭面只有一根导线与其他网络相连，这根导线一定没有电流通过；若网络只有一根导线与地相连，那么这根导线中一定没有电流通过。

选择封闭面如图中虚线所示，在所选定的参考方向下有：

I1+I6+I7=I2+I3+I5 （5）

图2 封闭面的基尔霍夫第一定律

二、基尔霍夫第二定律

1、基本概念

①回路[1]：a.闭合的支路；b.闭合节点的集合。

②网孔[1]：a.其内部不包含任何支路的回路；b.网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。

2、基尔霍夫第二定律内容。

表述：任何时刻，沿着电路中任一回路方向绕行，回路中各段电压的代数和恒等于零[2]，即

■U=0 （6）

该定律确定电路中任意回路内各电压之间关系，因此又称为回路电压定律，该定律建立在欧姆定律及电压环路定理的基础之上，其物理背景是能量守恒。而如何正确应用此定律，可依从以下几个步骤：

①明确该回路中有几个电源几个电阻，标示出元件的“+”“-”号。对于电源按照长“+”短“-”的原则，对于电阻按照通过该电阻的电流指向来判断，电流指向即为电位降低的方向，即为“-”所在的位置，反向即为“+”。

②规定绕行方向。可以是顺时针绕行，也可以是逆时针环绕方向。

③选择该回路中任意一点A，从该点按照②所规定的绕行方向，顺序通过各元件，以所遇到的该元件的第一个极性标号（“+”或“-”号），作为列写回路电压等式时，该元件前的正负号。电阻的电压降利用欧姆定律得到。现举例如下，对图3所示电路

按照以上三个步骤①一共有3个电阻，两个电源，其正负号标示如图所示②绕行方向为顺时针③选择起点A，按照顺时针方向，首先经历的是电源E2的“+”，因此列写等式时，该电源前的符号为正“+”同理，顺时针时，历经的第二个元件是R3，极性为“—”因此列写等式时，该电源前的符号为正“—”，按照原则，历数整个回路，再次回到A，等式列寫完毕，为0。现写出完整的回路电压等式：

E2-I4R3+I1R1-E1+I2R2=0 （7）

经过多次教学摸索，本人总结出以上方法，相较与其他解法，有简单明了特点，避免方向颠倒，正负弄错，教学效果好。

三、结语

基尔霍夫定律在电学中有非常重要的地位，因此必须反复练习，牢牢掌握。读者可以尝试用逆时针绕行方向，列写图3中的回路电压方程式，看是否一致。

参考文献

[1] 百度文库：http：//baike.baidu.com/view/131

449.htm？fr=aladdin

篇10：基尔霍夫定律教学设计

黄春海

一、授课基本信息：

课题：基尔霍夫定律（2学时）授课类型：实践与理论一体化 教具准备：

电化教具：《基尔霍夫定律》教学课件，多媒体投影

二、教材分析：

1.取材：校本教材 莫怀训 主编《电工技术基础及技能》 2.特点：具有很强的实用性，实践性和可操作性。

3.地位：这一课题是电工基础重要的电路定律，掌握基尔霍夫定律为后面的学习打下基础。

三、学情分析：

电工基础课是机电一体化专业重要的专业基础课程，学好这门课对后面的专业课程的学习非常重要，但新生的基础比较差，虽然学生对电工基础课程比较感兴趣，但是不喜欢抽象的理论知识，且其特点活泼好动，因而采用一体化教学，通过图文并茂的课件来吸引学生。

四、教学目标：

知识目标点：

1理解电路的支路、节点、回路、网孔的概念

2理解基尔霍夫电流定律，并能掌握电流定律的使用 3理解基尔霍夫电压定律，并能掌握电压定律的使用 能力目标：

能判断电路中的支路、节点、回路，会应用电流定律和电压定律列电流方程和电压方程，并会运用所学知识解决简单问题。德育目标：通过项目教学培养学生严谨、细致、规范的工作作风，提高学生与他人合作的团队协作能力。

五、教学重点难点

重点：

1、基尔霍夫第一定律（电流定律）

2、基尔霍夫第二定律（电压定律）

难点： 电流方程和电压方程

六、教法与学法分析

采用层次细化目标的“做中教，学中做”的教学方法。遵循学生为主体，教师为主导，实训为主线，能力为目标的现代化的教学理念，我将关键知识点和基本技能的训练电路概念、电流定律、电压定律的讲解中，以“知识传授和能力的培养”为主线，贯穿整堂课，在教学中选择了最适合中职生的“做中学、做中教”的教学模式，并综合运用了层次递进的目标式驱动法使学生跟着教师的目标一步步达到知识和能力的训练目标，在这过程中还结合多媒体演示法、指导、演示等多种教学方法来调动学生的主动性和积极性，更好地完成本节课的教学任务。结果表明这种层次细化目标式的“做中学，学中做”的教学方法更具显著的效果。落实“做中学”、“做中教”，并充分利用现代

教育技术，突出重点、化解难点，有效达成教学目标。

七、教学过程分析

将本节课2学时完成，教学过程分为如下几方面，即导入5分钟；多媒体课件讲解65分钟，总结归纳10分钟。

1先画一个简单的电路，求电压电流，可以采用什么定律 然后画一个复杂的电路，采用欧姆定律能不能求？ 2由复杂电路中引出支路、节点、回路、网孔的概念。3 虚拟实验引出基尔霍夫第一定律 3虚拟实验引出基尔霍夫第二定律？ 4基尔霍夫定律的使用？

八、教学设计方案总结