主页 > 技术文章 > 电路分析实验箱--直流电路中电位.电压的关系研究实验 2025-07-14

电路分析实验箱--直流电路中电位.电压的关系研究实验

一、实验目的
1.验证电路中电位与电压的关系。
2.掌握电路电位图的绘制方法。
二、实验原理
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改变，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。据此性质，可用电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。
电位图是一种平面坐标一、四象限内的折线图，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，应先以一定的顺序对电路中各被测点编号。以图2-1的电路为例，如图中A～F，并在坐标轴上按顺序、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。
在作电位图或实验测量时必须正确区分电位和电压的高低，按照惯例，是以电流方向上的电压降为正，所以，在用电压表测时，若仪表指针正向偏转，则说明电表正极的电位高于负极的电位。
三、实验设备

序号	名称	型号与规格	数量	备注
1	可调直流稳压电源	0～12V	1
2	直流稳压电源	5V 、 12V
3	万用表		1
4	直流数字毫安表		1
5	直流数字电压表		1

四、实验内容

图2-1

按图2-1接线。
1.分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1 = 6V，U2 = 12V。（先调整输出电压值，再接入实验线路中。电压应该用万用表测）。
2.以图2-1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。
以D点作为参考点，重复实验内容2的测量，测得数据填入表中。

电位
参考点

Φ与U

ΦA

ΦB

ΦC

ΦD

ΦE

ΦF

UAB

UBC

UCD

UDE

UEF

UFA

计算值

测量值

相对误差

计算值

测量值

相对误差

五、实验注意事项
1.本实验电路单元可设计多个实验，在做本实验时根据给出的电路图选择开关位置，连成本实验电路。
2.测量电位时，用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（黑色）接参考电位点，用正表棒（红色）接被测点，若指针正向偏转或显示正值，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）。
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。

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