1.7 实践项目 验证基尔霍夫定律
项目目的
熟悉仪器仪表的使用，会用电流插头、插座测量各支路电流，加深对基尔霍夫定律的理解，搭接电路来验证基尔霍夫定律。
设备材料
1）可调直流稳压电源。
2）万用表。
3）直流数字电压表。
4）基尔霍夫定律、叠加原理电路板。
5）直流数字电流表。
6）计算机（已安装Multisim 10.0）。
1.7.1 任务1 验证基尔霍夫电流定律
基尔霍夫电流定律是电路的基本定律之一。测量某电路的各支路电流，应能满足基尔霍夫电流定律（KCL），即对电路中的任一个节点而言，应有∑i=0。不论是线性电路还是非线性电路，都是普遍适用的。运用上述定律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。
操作步骤及方法如下。
1）实训基尔霍夫定律验证接线图如图1-28所示。此处使用挂箱上的“基尔霍夫定律、叠加原理”电路板。
图1-28 基尔霍夫定律验证接线图
2）实验前先任意设定3条支路电流正方向。如图1-28中的I1、I2、I3的方向已设定。闭合回路的正方向可任意设定。分别将两路直流稳压源接入电路，令U1=6V，U2=12V。
3）熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字电流表的“+、-”两端。将电流插头分别插入3条支路的3个电流插座中，读出并记录电流值。将测量结果填入表1-5中。
4）验证两个节点A和D的∑i是否等于0，将结果计入表1-6。
电流测量如表1-5所示，基尔霍夫电流定律验证如表1-6所示。
表1-5 电流测量 （单位：mA）
表1-6 基尔霍夫电流定律验证
1.7.2 任务2 验证基尔霍夫电压定律
基尔霍夫电压定律是电路的基本定律。测量某电路每个元件两端的电压，应能满足基尔霍夫电压定律（KVL），即对电路中的任何一个闭合回路而言，应有∑u=0。不论是线性电路还是非线性电路，都是普遍适用的。运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电压的正方向，此方向可预先任意设定。
操作步骤及方法
1）实训接线图如图1-28所示。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，将测量结果记入表1-7中。
电压测量如表1-7所示。
表1-7 电压测量 （单位：V）
2）验证两个回路ABCDA和ADEFA的∑u是否等于零。将结果记入表1-8中。
基尔霍夫电压定律验证如表1-8所示。
表1-8 基尔霍夫电压定律验证
1.7.3 任务3 验证基尔霍夫定律仿真
1．操作步骤及方法
Multisim10的使用方法详见附录。
1）依次单击“开始→所有程序→National Instruments→Circuit Cesign Cuite10.0→Multi-sim→Multisim10”选项，打开Multisim 10主界面，并选择合适的路径保存文件，文件名为“验证基尔霍夫电流定律”。
2）按照图1-28所示来设计仿真电路图。
首先放置电阻。在工具栏选择“Place Basic”，打开选择器件窗口，选择“Resistor”，再选择电阻的阻值510Ω，单击“确定”按钮，这样R1电阻就放置好了。再选择1kΩ，也可以直接输入1k，放置R2。依此法放置R3，然后按下〈Ctrl+R〉快捷键，把R3旋转90°。再放置R4和R5，最后关闭器件选择窗口。
在工具栏选择“Place Source”，打开电源选择窗口，选择直流电压源，单击“确定”按钮，完成放置V1。同样方法放置V2，再放置“模拟地”，作为电路的参考点。关闭器件选择窗口。
器件放置后，就可以进行连线。光标滑动到器件端子位置单击，然后移动光标到另一个器件的端子上再单击，就完成两个器件的连接。连线完成后，双击电源V1修改参数，电压值改为6V。
3）验证基尔霍夫电流定律。
1.7.3 验证基尔霍夫电流定律
在仿真电路的每个分支上放置一个电流表，在工具栏选择“Place Indi-cator”，选择电流表，方向为左正右负，放在I1支路上，电流表就自动被连接到该支路上，此时电流表与I1方向一致；再选择方向为左负右正，放在I2支路，选择方向为上正下负，放在I3支路，然后关闭器件选择窗口。打开电源开关，读取3个电流表的测量值，记录仿真数据，验证基尔霍夫电流定律，并计算和分析误差。
4）验证基尔霍夫电压定律。
1.7.3 验证基尔霍夫电压定律
在仿真电路的每个电阻上放一个电压表，在工具栏选择“Place Indica-tor”，选择电压表，注意电压表的方向，与表格1-7中各个电压的方向一致。打开电源开关，读取各个电压表仿真结果，记录数据，验证基尔霍夫电压定律，并计算和分析误差。
2．注意事项
1）调节电压时注意电压的量程。
2）网络元件阻值与所给参考接线图1-28不一致时，可以按现有的电阻重新组成电路进行测试。
3）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。
4）防止稳压电源两个输出端碰线短路。
5）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：所读取的电压或电流值的正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。
3．思考题
1）根据图1-28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，可正确地选定电流表和电压表的量程。
2）实验中，若用指针式万用表直流电流档测各支路电流，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？若用直流数字电流表进行测量时，则会有什么显示呢？
4．项目报告
1）将实践数据填入相应的表格中，选定节点A，验证KCL的正确性。
2）根据实训数据，选定任意一个闭合回路，验证KVL的正确性。
3）将各支路电流和闭合回路的方向重新设定，重复验证。
4）分析误差原因。
5）小结对基尔霍夫定律的认识。