实验一 电位、电压的测定及电路电位图的绘制
一、实验目的
1.验证电路中电位的相对性、电压的绝对性
2. 掌握电路电位图的绘制方法
二、原理说明
在一个闭合电路中,各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而变,但任意两点间的电位差(即电压)则是绝对的,它不因参考点的变动而改变。
电位图是一种平面坐标一、四两象限内的折线图。其纵坐标为电位值,横坐标为各被测点。要制作某一电路的电位图,先以一定的顺序对电路中各被测点编号。以图1-1的电路为例,如图中的A~F, 并在坐标横轴上按顺序、均匀间隔标上A、B、C、D、E、F、A。再根据测得的各点电位值,在各点所在的垂直线上描点。用直线依次连接相邻两个电位点,即得该电路的电位图。
在电位图中,任意两个被测点的纵坐标值之差即为该两点之间的电压值。
在电路中电位参考点可任意选定。对于不同的参考点,所绘出的电位图形是不同的,但其各点电位变化的规律却是一样的。
三、实验设备
序号 | 名称 | 型号与规格 | 数量 | 备注 |
1 | 直流可调稳压电源 | 0~30V | 二路 | |
2 | 万 用 表 | 1 | 自备 | |
3 | 直流数字电压表 | 0~200V | 1 | |
4 | 电位、电压测定实验电路板 | 1 | DGJ-03 | |
四、实验内容
利用DGJ-03实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路,按图1-1接线。
图1-1
1. 分别将两路直流稳压电源接入电路,令 U1=6V,U2=12V。(先调准输出电压值,再接入实验线路中。)
2. 以图1-1中的A点作为电位的参考点,分别测量B、C、D、E、F各点的电位值φ及相邻两点之间的电压值UAB、UBC、UCD、UDE、UEF及UFA,数据列于表中。
3. 以D点作为参考点,重复实验内容2的测量,测得数据列于表中。
电 位 参考点 | φ与U | φA | φB | φC | φD | φE | φF | UAB | UBC | UCD | UDE | UEF | UFA |
指针万用表的使用方法视频教程A | 计算值 | ||||||||||||
测量值 | |||||||||||||
相对误差 | |||||||||||||
D | 计算值 | ||||||||||||
测量值 | |||||||||||||
相对误差 | |||||||||||||
五、实验注意事项
1.本实验线路板系多个实验通用,本次实验中不使用电流插头。DG05上的K3应拨向330Ω侧,三个故障按键均不得按下。
2. 测量电位时,用指针式万用表的直流电压档或用数字直流电压表测量时,用负表棒(黑)接参考电位点,用正表棒(红)接被测各点。若指针正向偏转或数显表显示正值,则表明该点电位为正(即高于参考点电位);若指针反向偏转或数显表显示负值,此时应调换万用表的表棒,然后读出数值,此时在电位值之前应加一负号(表明该点电位低于参考点电位)。数显表也可不调换表棒,直接读出负值。
六、思考题
若以F点为参考电位点,实验测得各点的电位值;现令E点作为参考电位点,试问此时各点的电位值应有何变化?
七、实验报告
1.根据实验数据,绘制两个电位图形,并对照观察各对应两点间的电压情况。两个电位图的参考点不同,但各点的相对顺序应一致,以便对照。
2. 完成数据表格中的计算,对误差作必要的分析。
3. 总结电位相对性和电压绝对性的结论。
4. 心得体会及其他。
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