主頁 > 技術文章 > 電路分析實驗箱--直流電路中電位.電壓的關系研究實驗 2025-07-14

電路分析實驗箱--直流電路中電位.電壓的關系研究實驗

一、實驗目的
1.驗證電路中電位與電壓的關系。
2.掌握電路電位圖的繪制方法。
二、實驗原理
在一個閉合電路中，各點電位的高低視所選的電位參考點的不同而改變，但任意兩點間的電位差（即電壓）則是絕對的，它不因參考點的變動而改變。據此性質，可用電壓表來測量出電路中各點的電位及任意兩點間的電壓。
電位圖是一種平面坐標一、四象限內的折線圖，其縱坐標為電位值，橫坐標為各被測點。要制作某一電路的電位圖，應先以一定的順序對電路中各被測點編號。以圖2-1的電路為例，如圖中A～F，并在坐標軸上按順序、均勻間隔標上A、B、C、D、E、F、A。再根據測得的各點電位值，在各點所在的垂直線上描點。用直線依次連接相鄰兩個電位點，即得該電路的電位圖。在電位圖中，任意兩個被測點的縱坐標值之差即為兩點之間的電壓值。在電路中電位參考點可任意選定。對于不同的參考點，所繪出的電位圖形是不同的，但其各點電位變化的規(guī)律卻是一樣的。
在作電位圖或實驗測量時必須正確區(qū)分電位和電壓的高低，按照慣例，是以電流方向上的電壓降為正，所以，在用電壓表測時，若儀表指針正向偏轉，則說明電表正極的電位高于負極的電位。
三、實驗設備

序號	名稱	型號與規(guī)格	數量	備注
1	可調直流穩(wěn)壓電源	0～12V	1
2	直流穩(wěn)壓電源	5V 、 12V
3	萬用表		1
4	直流數字毫安表		1
5	直流數字電壓表		1

四、實驗內容

圖2-1

按圖2-1接線。
1.分別將兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令U1 = 6V，U2 = 12V。（先調整輸出電壓值，再接入實驗線路中。電壓應該用萬用表測）。
2.以圖2-1中的A點作為電位的參考點，分別測量B、C、D、E、F各點的電位值φ及相鄰兩點之間的電壓值UAB、UBC、UCD、UDE、UEF及UFA，數據列于表中。
以D點作為參考點，重復實驗內容2的測量，測得數據填入表中。

電位
參考點

Φ與U

ΦA

ΦB

ΦC

ΦD

ΦE

ΦF

UAB

UBC

UCD

UDE

UEF

UFA

計算值

測量值

相對誤差

計算值

測量值

相對誤差

五、實驗注意事項
1.本實驗電路單元可設計多個實驗，在做本實驗時根據給出的電路圖選擇開關位置，連成本實驗電路。
2.測量電位時，用萬用表的直流電壓檔或用數字直流電壓表測量時，用負表棒（黑色）接參考電位點，用正表棒（紅色）接被測點，若指針正向偏轉或顯示正值，則表明該點電位為正（即高于參考點電位）；若指針反向偏轉或顯示負值，此時應調換萬用表的表棒，然后讀出數值，此時在電位值之前應加一負號（表明該點電位低于參考點電位）。
六、思考題
若以F點為參考電位點，實驗測得各點的電位值，現令E點作為參考電位點，試問此時各點的電位值應有何變化？
七、實驗報告
1.根據實驗數據，繪制兩個電位圖形，并對照觀察各對應兩點間的電壓情況。兩個電位圖的參考點不同，但各點的相對順序應一致，以便對照。
※ 2.完成數據表格中的計算，對誤差作必要的分析。
3.總結電位相對性和電壓絕對性的結論。

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