第二节 基尔霍夫定律的验证
一、实验目的
（1）验证基尔霍夫定律。
（2）加深对参考方向的理解。
二、实验原理
基尔霍夫定律是电路理论中最基本也是最重要的定律之一。它概括了电路中电流和电压分别应遵循的基本规律。基尔霍夫定律的内容有二：一是基尔霍夫电流定律；二是基尔霍夫电压定律。
（1）基尔霍夫电流定律：在集总电路中，任何时刻，流入任一节点的支路电流必等于流出该节点的支路电流。即
上式表明基尔霍夫电流定律规定了节点上支路电流的约束关系而与支路上元件的性质无关，不论元件是线性的或非线性的，含源的或无源的，时变的或时不变的等都是适用的。
（2）基尔霍夫电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路所有支路电压的代数和恒等于零。即
上式表明任一闭合回路中各支路电压降所遵守的规律，它是电压与路径无关性质的反映。同样，这一结论只与电路的结构有关，而与支路元件中元件的性质无关，不论这些元件是线性的或非线性的，含源的或无源的，时变的或时不变的等都是适用的。
参考方向并不是一个抽象的概念，它有具体的意义。例如，图2-5为某网络中的一条支路AB。在事先并不知道该支路电压极性情况下，如何测量该支路的电压降U呢？因此，应首先假定一个电压降的方向。
图2-5 参考方向说明
设U的方向是从A到B，这就是电压U的参考方向，将电压表的正极和负极分别与A端和B端相连。电压表指针若顺时针偏转，则读数为正，说明参考方向和真实方向是一致的；反之，电压表指针逆时针偏转，则读数为负，说明参考方向和真实方向相反。显然，测量该支路电流与测量电压的情况相同。
三、实验设备与器件
实验设备与器件见表2-5。
表2-5 实验设备与器件
图2-6 基尔霍夫定律实验线路
四、实验内容
1.基尔霍夫电流定律实验
按图2-6接好电路，用导线从直流稳压电源引入6V和12V电压分别连接到电路的F、E与B、C之间。
（1）将电流表指示数值I1、I2、I3填入表2-6中。
（2）计算理论值与实验测量值之间的误差，填入表2-6中。
表2-6 实验数据记录表
2.基尔霍夫电压定律实验
（1）按图2-6接好电路，接入U1=6V、U2=12V的直流电源。
（2）用直流电压表依次测量回路ABCDA的支路电压（UAB、UBC、UCD、UDA）以及BCDB回路的支路电压（UBC、UCD、UDB），将测量结果记入表2-7中。若电压表指示为负时，电压为负值，记录数据。
表2-7 实验数据记录表
（3）理论计算上述各支路及回路的电压数值。
（4）计算理论值与实验测量值之间的误差。
五、实验报告
（1）利用测量结果验证基尔霍夫定律。
（2）计算各支路的电压及电流，并计算各值的相对误差，分析产生误差的原因。阐述电位和电压降的区别。