电位图描绘

一、实验目的

1.用实验证明电路中电位的相对性、电压的绝对性。2.掌握电路电位图的绘制方法。

二、实验原理

在一个确定的闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而不同，但任意两点间的电位差（即电压）是绝对的，它不因参考点电位的变动而改变。因此，我们可以用一个电压表来测量出电路中各点相对于参考点的电位及任意两点间的电压。

电位图是一种平面坐标第一、第四两象限内的折线图。其纵坐标为电位值，横坐标为各被测点。要绘制某一电路的电位图，先以一定的顺序对电路中各被测点编号。以图21的电路为例，将图中的A～F点在横坐标轴上按顺序，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该两点之间的电压值。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。

三、实验设备

本实验所用实验设备见表21。

表2 1

实 验 设 备

4

电位、电压测定实验电路板

HE 12

1

四、实验内容

1.利用HE 12实验箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路，按图21接线。分别将两路直流稳压电源接入电路，令U₁=6V，U₂=12V。（先调准输出电压值，再接入实验线路中。）

图21 测定电路

2.以图21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U_AB、U_BC、U_CD、U_DE、U_EF及U_FA，测量数据列于表2 2中。

3.以D点作为参考点，重复实验内容2的测量，测量数据列于表22中。

表2 2

① 计算值一栏，U_AB=φ_A-φ_B，U_BC=φ_B-φ_C，以此类推。

相对误差=测量值-计算值

×100%

计算值

五、实验注意事项

1.本实验电路板是多个实验通用，本次实验中不使用电流插头和插座。HE12上的K₃应拨向330Ω侧，三个故障按键均不得按下。

2.测量电位时，用指针式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）接被测各点。若指针正向偏转或数显表显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）；若指针反向偏转或数显表显示负值，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）。数显表也可不调换表棒，直接读出负值。

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什么变化?

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原理。

4.心得体会及其他。