电位、电压的测定及电路电位图的绘制

电位、电压的测定及电路电位图的绘制

一．实验目的
1．学会测量电路中各点电位和电压的方法，理解电位的相对性和电压的绝对性；
2．学会电路电位图的测量、绘制方法；
3．掌握使用直流稳压电源、直流电压表的使用方法。

二．原理说明
在一个确定的闭合电路中，各点电位的大小视所选的电位参考点的不同而异，但任意两点之间的电压（即两点之间的电位差）则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。
若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位图，每一段直线段即表示该两点电位的变化情况。而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。
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，但其各点电位变化的规律却是一样的。
三．实验设备
1．直流数字电压表、直流数字毫安表（根据型号的不同，EEL—Ⅰ型为单独的MEL－06组件，其余型号含在主控制屏上）
2．恒压源（EEL—Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）＋6 V（+5V），＋12V，0～30V可调或（2）双路0～30V可调。）
3．EEL－30组件（含实验电路）或EEL－53组件

四．实验内容
实验电路如图7－1所示，图中的电源US1用恒压源中的＋6V（＋5V）输出端，US2用0～＋30V可调电源输出端，并将输出电压调到＋12V。
1．测量电路中各点电位
以图7－1中的A点作为电位参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位。
用电压表的黑笔端插入A点，红笔端分别插入B、C、D、E、F各点进行测量，数据记入表7－1中。以D点作为电位参考点，重复上述步骤，测得数据记入表7－1中。

2．测量电路中相邻两点之间的电压值
在图7－1中，测量电压UAB：将电压表的红笔端插入A点，黑笔端插入B点，读电压表读数，记入表7－1中。按同样方法测量UBC、UCD、UDE、UEF及UFA，测量数据记入表7－1中。
表7－1  电路中各点电位和电压数据     单位：V

电 位 参考点

VA

VB

VC

VD

VE

VF

UAB

UBC

UCD

UDE

UEF

UFA

A

0

D

0

五．实验注意事项
1．EEL－30组件中的实验电路供多个实验通用，本次实验没有用到电流插头和插座。
2．实验电路中使用的电源US2用0～＋30V可调电源输出端，应将输出电压调到＋12V后，再接入电路中。并防止电源输出端短路。

3．使用数字直流电压表测量电位时，用黑笔端插入参考电位点，红笔端插入被测各点，若显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）；若显示负值，表明该点电位为负（即该点电位低于参考点电位）。
4．使用数字直流电压表测量电压时，红笔端插入被测电压参考方向的正（＋）端，黑笔端插入被测电压参考方向的负（－）端，若显示正值，则表明电压参考方向与实际方向一致；若显示负值，表明电压参考方向与实际方向相反。

五．预习与思考题
1．电位参考点不同，各点电位是否相同？任两点的电压是否相同，为什么？
2．在测量电位、电压时，为何数据前会出现±号，它们各表示什么意义？
3．什么是电位图形？不同的电位参考点电位图形是否相同？如何利用电位图形求出各点的电位和任意两点之间的电压。
六．实验报告要求
1．根据实验数据，分别绘制出电位参考点为A点和D点的两个电位图形。
2．根据电路参数计算出各点电位和相邻两点之间的电压值，与实验数据相比较，对误差作必要的分析。
3．回答思考题。