实验⼀基尔霍夫电流定律的multisim验证实验
实验⼀基尔霍夫电流定律的验证实验
⼀、实验⽬的
1、通过实验验证基尔霍夫电流定律，巩固所学的理论知识。
2、加深对参考⽅向概念的理解。
⼆、实验原理
1、基尔霍夫定律：
基尔霍夫电流定律为ΣI = 0 ，应⽤于节点。基尔霍夫定律是分析与计算电路的基本重要定律之⼀。
图1-1 两个电压源电路图图1-2 基尔霍夫电流定律
2、基尔霍夫电流定律（Kirchhoff's Current law）可简写为KCL：
基尔霍夫电流定律，在任⼀瞬时，流向某⼀节点的电流之和应该等于由该节点流出的电流之和。就是在任⼀瞬时，⼀个节点上电流代数和恒等于零。在图1-1所⽰电路中，对节点a图1-2可以写出
I1 + I2 = I3
或
I1 + I2 －I3 = 0
即
ΣI = 0
3、参考⽅向：
multisim电流表在哪为研究问题⽅便，⼈们通常在电路中假定⼀个⽅向为参考，称为参考⽅向。
(1) 若流⼊节点的电流取正号，则流出节点的电流取负号。
(2) 任⼀回路中，凡电压的参考⽅向与回路绕⾏⽅向⼀致者，则此电压的前⾯取正号，电压的参考⽅向与回路绕⾏⽅向相反者，前⾯取负号。
(3) 任⼀回路中电流的参考⽅向与回路绕⾏⽅向⼀致者，前⾯取正号，相反者前⾯取负号。在实际测量电路中的电流或电压时，当电路中所测的电流或电压的实际⽅向与参考⽅向相同时取正值，其实际⽅向与参考⽅向相反时取负值。
三、实验内容及步骤
KCL定律实验即在multisim界⾯上绘制如图1-3所⽰的电路图，通过软件仿真的⽅法验证KCL定律的正确性。对于该电路图来讲，两个直流电源E1、E2共同作⽤于电路中，设定电流I1、I2为流⼊结点a的⽅向，电流I3为流出结点a的⽅向，根据前述参考⽅向的定义，在列写KCL⽅程时，I1、I2、I3前分别应取“+”、“+”、“－”号，则对结点a列KCL
⽅程可得：
ΣI =I1 + I2－I3=0
（上式中的I1、I2、I3分别对应图上R1、R2、R3⽀路的电流）
故若⽤电流表测得的电流值符合上式，则KCL定律得证。
图1-3 基尔霍夫电流定律验证实验电路图
实验步骤如下：
(1)打开multisim软件，选中主菜单View选项中的Show grid，使得绘图区域中出现均匀
的⽹格线，并将绘图尺⼨调节到最佳。
(2)在Place Sources元器件库中调出1个Ground（接地点）和2个Battery（直流电压源）
器件，从Place Basic元器件库中调出5个Resistor（电阻）器件，最后从Place Indicators 元器件库中调出3个Ammeter（电流表）器件，按下图所⽰排列好。
(3)将各元器件的标号、参数值亦改变成与上图所⽰⼀致即可。
(4)将所有的元器件通过连线连接起来。注意：电压源、电流表的正负极性。
(5)检查电路有⽆错误。
(6)对该绘图⽂件进⾏保存，注意⽂件的扩展名（.ms10）要保留。
(7)对该保存过的绘图⽂件进⾏仿真。
(8)停⽌仿真，读取电流表的读数，将读数填到相应的表格中。
(9)实验完成后，将保存好的绘图⽂件另存到教师指定的位置，并结合实验数据完成实验
报告的撰写。
表1-1 基尔霍夫电流定律电流测量表
四、注意事项
1、每个multisim电路中均必须接有接地点，且与电路可靠连接（即接地点与电路的连接
处有⿊⾊的结点出现）。
2、改变电阻的阻值时，需要在Resistor（电阻）器件的元器件属性（Resistor Properties）
对话框中选择Value/Resistance（R）选项，在其后的框中填写阻值，前⼀框为数值框，后⼀框为数量级框，填写时注意两个框的不同。
3、测量直流电流时应该把直流电流表串联在电路中进⾏测量，multisim中电流表粗线接
线端为电流流⼊⽅向，另⼀个接线端为电流流出⽅向，使⽤时应特别注意电流表的极性，即电流流⼊、流出⽅向。
4、基于绘图美观的考虑，可将电流表通过⼯具栏中的“翻转”快捷键调整到与待测器件
或⽀路平⾏的状态再连线。
5、电流表测量模式选择默认的直流模式，即在Ammeter（电流表）器件的元器件属性
（Ammeter Properties）对话框中选择Value/mode/DC选项，另在Label/Label对话框中可为电流表命名。
6、绘制好的实验电路必须经认真检查后⽅可进⾏仿真。若仿真出错或者实验结果明显偏
离实际值，请停⽌仿真后仔细检查电路是否连线正确、接地点连接是否有误等情况，排除误点后再进⾏仿真，直到仿真正确、测量得到理想的读数。
7、在读取电流表的读数时，为消除⽹格线对读数的影响，可取消主菜单View选项中的
Show grid，设置好后将看到绘图区中的⽹格线已消去，此时即可读数了。
8、记录到表格中的数据即电流表上显⽰的直接读数，“+”、“－”亦要保留。
9、⽂件保存时扩展名为“.sm10”。关闭⽂件或multisim软件后想再次打开保存的⽂件时，
必须打开multisim软件后通过主菜单File/open选项或者⼯具栏中的“打开”快捷键来实现。
五、实验拓展
在前述实验中通过电流表极性的摆放位置固定了I1 、I2、I3的⽅向分别是流⼊、流⼊、流出结点a，同学可通过改变电流表极性的位置⽽改变I1 、I2、I3流⼊、流出结点a
的⽅向，再看看此时如何列写KCL⽅程，是否符合ΣI =0。
六、预习要求
1、认真复习基尔霍夫电流定律的基本理论。
2、明确实验内容及步骤。
七、思考题
1、基尔霍夫电流定律的内容是什么？
2、在验证基尔霍夫电流定律时，所测得的电流结果与基尔霍夫定律有不完全⼀致的情况，请问产⽣这种情况的主要原因是什么？
3、在直流电路中如何使⽤直流电流表，在使⽤直流电流表时应该注意什么？
⼋、实验报告
1、写出实验名称、实验⽬的、实验内容及步骤。
2、画出实验电路图并标出电流的⽅向。
见上
4、填写表格1-1。
见上
5、回答思考题。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。