分流器实战指南:搭建、测量与 SPICE 仿真验证基尔霍夫电流定律(KCL)
元件与材料
- 计算器或纸笔运算
- 6 伏电池(充电或全新)
- 1 kΩ–100 kΩ 电阻
交叉参考
《电路教程》,第 1 卷,第 6 章:“分压/分流电路与基尔霍夫定律”
学习目标
- 精准使用伏特表、安培表、欧姆表
- 应用欧姆定律(I = E/R)与基尔霍夫电流定律 (KCL)
- 设计分流网络
原理图

实物图


注:最右侧接线柱顶部螺丝并三线仅为演示,非专业装配最佳实践。

操作指引
实验面包板、接线排、自由接线三法,理解各优劣。
- 选三电阻,欧姆表实测记录阻值。
- 三电阻并联跨接 6V 电池正负极,如图。
- 接上电阻后用伏表测电池电压,记录;可能略异于空载电压。
- 测各电阻两端电压。并联电路中全元件电压相同。
- 用欧姆定律算各支路电流:I = V/R。用数字安培表实测验证。
- 红表笔接所有电阻正端汇聚节点。
- 拔起一电阻导线,黑表笔接该导线读取支路电流。
- 测总电流:安培表黑表笔接电池正极引线,红表笔留在汇聚节点。读数应为正。
- 三支路电流代数和与总电流相加。按 KCL 应得零。
- 断电后用欧姆表测并联网络等效电阻。读数低于任意单支阻值,且无论测哪支端子结果一致。
- 实测电池电压除以总等效电阻算总电流,应与实测总电流紧密吻合。
- 注意:各支路电流占总电流比例,等于总电阻与该支路电阻之比。
计算机仿真
带 SPICE 节点号的原理图:

SPICE 中安培表用零电压源表示。以下网表存文本文件可在任意 SPICE 兼容仿真器运行:
Current divider v1 1 0 r1 3 0 2k r2 4 0 3k r3 5 0 5k vitotal 2 1 dc 0 vir1 2 3 dc 0 vir2 2 4 dc 0 vir3 2 5 dc 0 .dc v1 6 6 1 .print dc i(vitotal) i(vir1) i(vir2) i(vir3) .end
仿真输出四电流:总电流(负值)与三支路电流(正值)。代数和为零,确证基尔霍夫电流定律。
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