实验目的

1.理解欧姆定律的核心内涵，明确导体中的电流与导体两端电压、导体电阻之间的定量关系。

2.掌握在Proteus软件中搭建直流电路、放置常用元件（电源、电阻、电表等）及连线的基本操作。

3.学会利用Proteus仿真工具测量电路中的电压和电流，通过数据记录与分析验证欧姆定律。

4.培养实验数据处理、误差分析及撰写实验报告的能力，建立电路仿真与理论知识结合的思维。

实验原理

欧姆定律是电路分析的基石，简单来说就是：‌电压推动电流，电阻阻碍电流‌。

可以用一个常见的比喻来理解：

把电路想象成水管系统——

• 电压 U‌ 就像水压，压力越大，水流越强；
• 电流 I‌ 就是水流的大小；
• 电阻 R‌ 则像水管的粗细，管子越细（电阻越大），水流就越小。

在温度等条件不变时：

• 如果电阻固定（如用同一个电阻器），加大电压，电流就会等比例增加 → 电流与电压成正比；
• 如果电压固定（如用同一电源），换用更大的电阻，电流就会变小 → 电流与电阻成反比。

数学公式简洁明了：

I = U / R

它告诉我们，只要知道任意两个量，就能算出第三个。

实验验证也正基于这一点：

• 第一种方法‌：换不同电压（如调节电源），测电流变化。你会发现电压翻倍，电流也翻倍——验证了正比关系。
• 第二种方法‌：保持电压不变，换不同阻值的电阻（如10Ω、20Ω、30Ω），测电流。你会发现电阻翻倍，电流减半——验证了反比关系。

这一定律虽简单，却是分析所有电路的起点，无论是设计单片机电路还是排查LED不亮的问题，都离不开它。

实验元件

实验电路设计

直流电压源 → 直流电流表 → 定值电阻 → 电源负极（串联回路）；直流电压表并联在定值电阻两端。

实验电路搭建

第一步：新建项目

打开Proteus软件，新建项目（Project），命名为“欧姆定律仿真实验”。

第二步：添加元件到项目

在元件库（Pick Devices）中搜索上述所需元件，依次放置在核心工作区中，合理布局元件位置（避免连线交叉）。

第三步：照电路原理框图连线

电源正极输出端连接电流表正极，电流表负极连接电阻一端，电阻另一端连接电源负极，构成串联回路；将电压表的两个接线柱分别连接电阻的两端（并联）。

第四步：设置元件参数

电压源初始电压按实验方案设定，电阻值按实验分组设定，电表量程选择合适范围（避免过载或精度不足）。

第五步：检查电路连线

确认无短路、断路，电表串并联正确，元件参数设置无误。

实验步骤

方案一：固定电阻，改变电压

1.在Proteus工作区中，选择100Ω电阻作为定值电阻，接入电路。

2.将直流电压源电压设定为3V，点击仿真运行按钮，待电表显示稳定后，记录电压表读数（电阻两端电压）和电流表读数（回路电流），填入数据表格。

3.依次将电压源电压调整为6V、9V、12V，重复步骤2，每次记录对应的电压和电流值。

4.关闭仿真运行，根据欧姆定律计算各电压下的理论电流I=U/R，填入表格并计算误差。

表1：实验数据记录

结论：R 不变时，I 与 U 成正比。

方案二：固定电压，改变电阻

1.直流电压源电压固定为5V，接入电路。

2.在电路中接入100Ω电阻，点击仿真运行，记录电流表读数，填入数据表格。

3.依次更换电阻为200Ω、300Ω、500Ω、1kΩ，重复步骤2，每次记录对应的电阻值和电流值。

4.关闭仿真，计算各电阻下的理论电流I=U/R，填入表格。

表2 实验数据记录

结论：U 不变时，I 与 R 成反比。

实验结果总结

方案一（固定R=100Ω）：随着电压U的增大，仿真电流增大，且电流与电压的比值近似为常数，与理论上电流与电压的关系一致。

2.方案二（固定U=5V）：随着电阻R的增大，仿真电流减小，且电流与电阻的乘积近似为_常数，与理论上电流与电阻的关系一致。

3.综合两个方案的实验数据，可得出结论：欧姆定律成立。