分压器实验室:设计、测量与基尔霍夫电压定律(KVL)全验证
元件与材料
- 计算器(或纸笔运算)
- 6 伏电池
- 1 kΩ–100 kΩ 电阻
为获精准读数,限定电阻在 1 kΩ–100 kΩ。极低电阻受安培表内阻干扰电流测量;极高电阻负载伏特表改变有效电阻。
交叉参考
《电路教程》,第 1 卷,第 6 章:“分压电路与基尔霍夫定律”
学习目标
- 熟练用伏特表、安培表、欧姆表
- 应用欧姆定律
- 应用基尔霍夫电压定律 (KVL)
- 设计分压器
原理图

实物图



操作指引
本练习演示面包板、接线排、自由接线三种常见搭建法。同一电路三建法,助您体会各自优劣。自由接线用鳄鱼夹跳线,适合简易演示;面包板通用、高密度但临时;接线排更永久但占空间。
从套装选三电阻,欧姆表实测记录阻值。串联接 6V 电池如图。通电下用伏表测电池电压并记录。虽负载轻,带载测量反映真实工况。
用欧姆定律(I = E/R)算预期电路电流。用安培表实测验证(见下接线排示例)。

1 kΩ–100 kΩ 电阻配 6V 电源,电流在毫安/微安级。数字表显示刻度标识(m/μ),务必正确读取。
用算得电流预测各电阻压降(V = I·R)。切电压档实测各压降。实测应与预测紧密吻合,确认分压原理:每只电阻分得总电压固定比例,由其阻值占串联总阻比决定。
下节验证基尔霍夫电压定律 (KVL)。给电路每个唯一节点编号;直连节点共号。如用 0–3 号如下图。实物电路贴小标签标注节点号。


用数字伏表测闭合回路电压差(如 0→1→2→3→0)。按表显符号记录每次读数 — 勿对调表笔强求“正值”。代数求和应为零,验证 KVL。任选起止同节点的回路均成立。
以下演示 0-1-2-3-0 回路步骤:




典型测得三正一负,代数和为零。

可自行尝试 1→2→3→1 等不同回路,验证代数和恒为零。此性质与拓扑无关。
基尔霍夫电压定律是强大分析工具:任意网络中,任意闭合路径代数和为零,据此可预测电压幅值与极性。
计算机仿真
网表(建文本文件粘贴以下内容):
Voltage divider v1 3 0 r1 3 2 5k r2 2 1 3k r3 1 0 2k .dc v1 6 6 1 * Voltages around 0-1-2-3-0 loop algebraically add to zero .print dc v(1,0) v(2,1) v(3,2) v(0,3) * Voltages around 1-2-3-1 loop algebraically add to zero .print dc v(2,1) v(3,2) v(1,3) .end
仿真用节点 0–3,电阻值选取使 R1/R2/R3 分得总压 50%/30%/20%。可自行修改源电压或电阻值。运行输出电压值;各行求和确认定律。
相关练习册:
分压电路练习册
工业技术