普通物理實驗室

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目的


了解克希荷夫定律電路上的應用。



實驗方法


本實驗中利用兩個不同的電路上導入電流,觀察各電阻電壓、電流及電阻的關係。

              圖1

原理


一、節點定律:電荷守恒

從電路中任可一個接點來看,流入接點電流總量等於流出電流總量。

        圖2

由上圖例得知:


二、迴路定律:能量守恒

假如電路只是由電源和電阻組成,則電路中沿著任何迴路中的電動勢總和等於各電阻上電位降的總和。

從右圖例,取ACFDA迴路來看:-V2-I3R3+I1R1+V1 = 0


:請依照定律推導出實驗中的各電阻之電壓和電流之理論值?



動畫模擬



實驗儀器


1.電源供應器兩台、

 
 

2.三用電錶兩台、

 
 

3.麵包板一個、

 
 

精密電阻數個(電阻之標示法詳見附錄C)、電源線數條。

注意事項:
a.使用三用電錶之電壓檔及電流檔時,應確定測試線是否插在對應的插孔上。
b.使用三用電錶測量時,切記檔位應先置於大檔位,再依次切至小檔位,以免過大電流燒壞電錶。
c.若量不到電流,有可能是保險絲燒掉了,可請助教更換。

 

實驗步驟


一、單電源電路

1.依單電源電路圖架設儀器裝置。

     
     

2.使用三用電錶依序測量各電阻之電壓。

     
     

3.使用三用電錶依序測量各電阻之電流。

     
     

4.分別驗證電位差定律及電流定律,並將量得的電流與計算值比較,且求其誤差。

5.再選另兩組電阻(R1、R2及R3),重覆步驟1至4,完成三組數據。


:實驗中電源裝置之標示電壓是否即是接上電阻電路的工作電壓?請說明理由。

二、雙電源電路

1.依雙電源電路圖架設儀器裝置。

    
    

2.使用三用電錶依序測量各電阻之電壓。

    
    

3.使用三用電錶依序測量各電阻之電流。

    
    

4.分別驗證電位差定律及電流定律,並將量得的電流與計算值比較,且求其誤差。

5.再選另兩組電阻((R1、R2及R3),重覆步驟1至4,完成三組數據。

:在實驗中所使用的電阻值是已知的,能否直接用三用電錶同步驟2,3測量其電阻?為什麼?



參考資料


1. Fundamentals of Physics, Fifth Edition ( by David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker)

2. University Physics, 12th ed (H. D. Young & R. A. Freedman,)

3. http://en.wikipedia.org/wiki/Portal:Physics

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