1、實(shí)驗(yàn)一 基爾霍夫電流定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基爾霍夫電流定律，鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。2、加深對(duì)參考方向概念的理解。二、實(shí)驗(yàn)原理1、基爾霍夫定律： 基爾霍夫電流定律為 I = 0 ，應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)?；鶢柣舴蚨墒欠治雠c計(jì)算電路的基本重要定律之一。 圖1-1 兩個(gè)電壓源電路圖 圖1-2 基爾霍夫電流定律2、基爾霍夫電流定律（Kirchhoff 's Current law）可簡(jiǎn)寫為KCL： 基爾霍夫電流定律，在任一瞬時(shí)，流向某一節(jié)點(diǎn)的電流之和應(yīng)該等于由該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和。就是在任一瞬時(shí)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流代數(shù)和恒等于零。在圖1-1所示電路中，對(duì)節(jié)點(diǎn)a圖1-2可以寫出I1 + I2

2、 = I3 或 I1 + I2 I3 = 0即 I = 03、參考方向： 為研究問題方便，人們通常在電路中假定一個(gè)方向?yàn)閰⒖?，稱為參考方向。(1) 若流入節(jié)點(diǎn)的電流取正號(hào)，則流出節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào)。(2) 任一回路中，凡電壓的參考方向與回路繞行方向一致者，則此電壓的前面取正號(hào)，電壓的參考方向與回路繞行方向相反者，前面取負(fù)號(hào)。(3) 任一回路中電流的參考方向與回路繞行方向一致者，前面取正號(hào)，相反者前面取負(fù)號(hào)。在實(shí)際測(cè)量電路中的電流或電壓時(shí)，當(dāng)電路中所測(cè)的電流或電壓的實(shí)際方向與參考方向相同時(shí)取正值，其實(shí)際方向與參考方向相反時(shí)取負(fù)值。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟KCL定律實(shí)驗(yàn)即在multisim界面上繪制如圖1

3、-3所示的電路圖，通過軟件仿真的方法驗(yàn)證KCL定律的正確性。對(duì)于該電路圖來講，兩個(gè)直流電源E1、E2共同作用于電路中，設(shè)定電流I1、I2為流入結(jié)點(diǎn)a的方向，電流I3為流出結(jié)點(diǎn)a的方向，根據(jù)前述參考方向的定義，在列寫KCL方程時(shí)，I1、I2、I3前分別應(yīng)取“+”、“+”、“”號(hào)，則對(duì)結(jié)點(diǎn)a列KCL方程可得： I =I1 + I2I3=0（上式中的I1、I2、I3分別對(duì)應(yīng)圖上R1、R2、R3支路的電流）故若用電流表測(cè)得的電流值符合上式，則KCL定律得證。圖1-3 基爾霍夫電流定律驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1) 打開multisim軟件，選中主菜單View選項(xiàng)中的Show grid，使得繪圖區(qū)域

4、中出現(xiàn)均勻的網(wǎng)格線，并將繪圖尺寸調(diào)節(jié)到最佳。(2) 在Place Sources元器件庫中調(diào)出1個(gè)Ground（接地點(diǎn)）和2個(gè)Battery（直流電壓源）器件，從Place Basic元器件庫中調(diào)出5個(gè)Resistor（電阻）器件，最后從Place Indicators元器件庫中調(diào)出3個(gè)Ammeter（電流表）器件，按下圖所示排列好。(3) 將各元器件的標(biāo)號(hào)、參數(shù)值亦改變成與上圖所示一致即可。(4) 將所有的元器件通過連線連接起來。注意：電壓源、電流表的正負(fù)極性。(5) 檢查電路有無錯(cuò)誤。(6) 對(duì)該繪圖文件進(jìn)行保存，注意文件的擴(kuò)展名（.ms10）要保留。(7) 對(duì)該保存過的繪圖文件進(jìn)行仿真。

5、(8) 停止仿真，讀取電流表的讀數(shù)，將讀數(shù)填到相應(yīng)的表格中。(9) 實(shí)驗(yàn)完成后，將保存好的繪圖文件另存到教師指定的位置，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。 表1-1 基爾霍夫電流定律電流測(cè)量表測(cè)量電流I1（mA）I2（mA）I3（mA） I = ?（mA）測(cè)量結(jié)果3.4506.5009.953近似為0四、注意事項(xiàng)1、 每個(gè)multisim電路中均必須接有接地點(diǎn)，且與電路可靠連接（即接地點(diǎn)與電路的連接處有黑色的結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)）。2、 改變電阻的阻值時(shí)，需要在Resistor（電阻）器件的元器件屬性（Resistor Properties）對(duì)話框中選擇Value/Resistance（R）選項(xiàng)，在其后的

6、框中填寫阻值，前一框?yàn)閿?shù)值框，后一框?yàn)閿?shù)量級(jí)框，填寫時(shí)注意兩個(gè)框的不同。3、 測(cè)量直流電流時(shí)應(yīng)該把直流電流表串聯(lián)在電路中進(jìn)行測(cè)量，multisim中電流表粗線接線端為電流流入方向，另一個(gè)接線端為電流流出方向，使用時(shí)應(yīng)特別注意電流表的極性，即電流流入、流出方向。4、 基于繪圖美觀的考慮，可將電流表通過工具欄中的“翻轉(zhuǎn)”快捷鍵調(diào)整到與待測(cè)器件或支路平行的狀態(tài)再連線。5、 電流表測(cè)量模式選擇默認(rèn)的直流模式，即在Ammeter（電流表）器件的元器件屬性（Ammeter Properties）對(duì)話框中選擇Value/mode/DC選項(xiàng)，另在Label/Label對(duì)話框中可為電流表命名。6、 繪制好的實(shí)驗(yàn)

7、電路必須經(jīng)認(rèn)真檢查后方可進(jìn)行仿真。若仿真出錯(cuò)或者實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯偏離實(shí)際值，請(qǐng)停止仿真后仔細(xì)檢查電路是否連線正確、接地點(diǎn)連接是否有誤等情況，排除誤點(diǎn)后再進(jìn)行仿真，直到仿真正確、測(cè)量得到理想的讀數(shù)。7、 在讀取電流表的讀數(shù)時(shí)，為消除網(wǎng)格線對(duì)讀數(shù)的影響，可取消主菜單View選項(xiàng)中的Show grid，設(shè)置好后將看到繪圖區(qū)中的網(wǎng)格線已消去，此時(shí)即可讀數(shù)了。8、 記錄到表格中的數(shù)據(jù)即電流表上顯示的直接讀數(shù)，“+”、“”亦要保留。9、 文件保存時(shí)擴(kuò)展名為“.sm10”。關(guān)閉文件或multisim軟件后想再次打開保存的文件時(shí)，必須打開multisim軟件后通過主菜單File/open選項(xiàng)或者工具欄中的“打開”快捷鍵來實(shí)現(xiàn)。五、實(shí)驗(yàn)拓展在前述實(shí)驗(yàn)中通過電流表極性的擺放位置固定了I1 、I2、I3的方向分別是流入、流入、流出結(jié)點(diǎn)a，同學(xué)可通過改變電流表極性的位置而改變I1 、I2、I3流入、流出結(jié)點(diǎn)a的方向，再看看此時(shí)如何列寫KCL方程，是否符合 I =0。六、預(yù)習(xí)要求1、認(rèn)真復(fù)習(xí)基爾霍夫電流定律的基本理論。2、明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟。七、思考題1、基爾霍夫電流定律的內(nèi)容是什么？2、在驗(yàn)證基爾霍夫電流定律時(shí)，所測(cè)得的電流結(jié)果與基爾霍夫定律有不完全一致的情況