基尔霍夫定律的研究

研究和验证电路的基尔霍夫定律。

实验仿真元件及其对应名称见表2-3-1。

表2-3-1　实验仿真元件及其对应名称

分析与计算电路的基本定律，除了欧姆定律外，还有基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。基尔霍夫电流定律应用于结点，用来确定连接在同一结点上的各支路电流之间的关系。基尔霍夫电压定律应用于回路，用来确定回路中各段电压之间的关系。

基尔霍夫电流定律指出：在任一瞬时，流向某一结点的电流之和，应该等于由该结点流出的电流之和。基尔霍夫电压定律指出：在任一瞬时，沿任一闭合回路的循行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。基尔霍夫电压定律不仅适用于闭合回路，也可以推广应用于回路的部分电路。

基尔霍夫两个定律具有普遍性，适用于由各种不同元件所构成的电路，也适用于任一瞬时变化的电流和电压。

验证基尔霍夫定律的仿真电路如图2-3-1所示。

（a）验证基尔霍夫电流定律的仿真电路

（b）验证基尔霍夫电压定律的仿真电路

图2-3-1　验证基尔霍夫定律的仿真电路

（1）点击拾取元器件的按钮，单击按钮，输入所需的元件名或型号，并将各元件拖动至编辑窗口，放置元器件后的界面如图2-3-2所示。

图2-3-2　放置元器件后的界面

（2）点击虚拟仪器按钮，选择直流电流表，如图2-3-3所示。

图2-3-3　选择虚拟仪器

（3）用导线将各个元器件及测量仪表按照仿真电路图连接起来。

（4）双击或右键单击元件，选择“Edit Properties”（编辑属性）选项；修改所需元件的参数。

（5）点击编辑界面左下角的仿真运行按钮，仿真电路开始运行。

（6）按照仿真电路闭合开关，观察各个电流表、电压表的读数。注意：要将电流表默认的量程调整到毫安级，进入电流表的“Edit Component”（编辑电子元件）中的“Display Range”（显示量程）选“Milliamps”（毫安）。

将仿真结果填入表2-3-2和表2-3-3中，并与理论值比较。

表2-3-2　验证基尔霍夫电流定律的仿真数据

表2-3-3　验证基尔霍夫电压定律的仿真数据

（1）闭合开关，观察并记录各个电流表、电压表的读数。根据参考电流、参考电压的方向，计算相关电量的代数和。

（2）流入和流出同一结点的电流代数和为零。

（3）在任一闭合回路上，电动势等于各电压降之和。

（4）注意电路中电压和电流的参考方向与实际方向。

（5）在设计仿真的过程中培养不断存盘的好习惯，以免事倍功半。