1、精品文檔實驗題目：制流電路與分壓電路實驗目的 ：1.了解基本儀器的性能和使用方法；2.掌握制流與分壓兩種電路的聯結方法、性能和特點，學習檢查電路故障的一般方法；3.熟悉電磁學實驗的操作規程和安全知識。實驗儀器型號規格毫安表伏特表直流電源滑線變阻器電阻箱C19mAC31mVDH1718CBX7 11ZX25a1000mA1000mV030V 5A10111111實驗原理 ：1.制流電路電路如圖 1 所示，圖中 E 為直流電源；R0 為滑線變阻箱，A 為電流表； RZ 為負載；K 為電源開關。它是將滑線變阻器的滑動頭C 和任一固定端（如A 端）串聯在電路中，作為一個可變電阻，移動滑動頭的位置可以連

2、續改變AC之間的電阻RAC ，從而改變整個電路的電流I ，E(1)IRZRAC當 C滑至 A點 RAC0, I maxE ，負載處 U maxE ；RZ圖 1當 C滑至 B點 RACR0 ， I minEERZRZ R0，U minRZR0電壓調節范圍：RZEER0RZ相應的電流變化為EER0RZRZ一般情況下負載RZ 中的電流為EER0I max K圖 2IRRAC， (2)RZRACK XZR0R0精品文檔式中KRZ,XRAC.R0R0圖 2 表示不同 K 值的制流特性曲線，從曲線可以清楚地看到制流電路有以下幾個特點：（ 1） K 越大電流調節范圍越小；（ 2） K 1 時調節的線性較好；

3、（3）K 較小時（即R0RZ ）， X 接近 O時電流變化很大，細調程度較差；（4）不論 R0 大小如何，負載上通過的電流都不可能為零。細調范圍的確定： 制流電路的電流是靠滑線電阻滑動端位置移動來改變的，最少位移是一圈，因此一圈電阻的大小就決定了電流的最小改變量。因為IE，對RAC微分RACRZIIE2? RAC ，RACRACRZII 2?R0I 2R0minEE?，(3)圖 3N式中 N 為變阻器總圈數。從上式可見，當電路中的E, RZ ,R0 確定后，I 與I2成正比，故電流越大， 則細調越困難， 假如負載的電流在最大時能滿足細調要求，而小電流時也能滿足要求，這就要使I變小，而 R0 不

4、能max太小， 否則會影響電流的調節范圍，所以只能使 N 變大， 由于 N 大而使變阻器體積變得很大，故N 又不能增得太多，因此經常再串一變阻器，采用二級制流， 如圖 3 所示，其中 R10阻值大， 作粗調用， R20 阻值小作細調用，一般R20 取 R1010 ，但 R10, R20的額定電流必須大于電路中的最大電流。2. 分壓電路圖 4分壓電路如圖4 所示，滑線變阻器兩個固定端A、B 與電源 E 相接，負載 RZ 接滑動端 C 和固定端 A（或 B）上，當滑動頭C 由 A 端滑至 B 端，負載上電壓由O變至 E，調節的范圍與變阻器的阻值無關。當滑動頭C 在任一位置時， AC 兩端的分壓值U

5、為由實驗可得不同K 值的分壓特性曲線，如圖5 所示。UE?RZRACKRAC E(4)RACRZRBC XRz RACRZRZRACRBC圖 5精品文檔式中 R0RACRBC,KRZ ,KRACR0R0從曲線可以清楚看出分壓電路有如下幾個特點：（1）不論R0的大小，負載RZ的電壓調節范圍均可從0 E ；（2） K 越小電壓調節不均勻；（3）K 越大電壓調節越均勻，因此要電壓 U在 0 到 U max 整個范圍內均勻變化， 則取K1比較合適， 實際 K=2 那條線可近似作為直線，故取 R0RZ即可認為電壓調節已達到一般2均勻的要求了。 當 K1時 即RZR0略去（ 4）分母項中的 RZ ，近似有

6、 URZE ，RBC經微分可得：RZE? RBCU2U2RZRBCRBCE最小的分壓量即滑動頭改變一圈位置所改變的電壓量，所以U minU 2R0U 2R0(5)RZ E?RZE N式中 N 為變阻器總圈數，RZ 越小調節越不均勻。當 K1 時（即 RZR0 ），略去式（ 4）中的 RBC ? X ，近似有 URAC E ，對上式R0微分得 UERAC，細調最小的分壓值莫過于一圈對應的分壓值，所以R0UEE(6)minR0R0N從上式可知， 當變阻器選定后E, R0 ,N 均為定值， 故當 K1 時 Umin為一個常數，它表示在整個調節范圍內調節的精細程度處處一樣。從調節的均圖 6勻度考慮，R

7、0 越小越好，但R0 上的功耗也將變大，因此還要考慮到功耗不能太大，則 R0 不宜取得過小，取 R0RZ即可兼顧兩者的要求。與此同時應注意流過變阻2器的總電流不能超過它的額定值。若一般分壓不能達到細調要求可以如圖6 將兩個電阻 R10和 R20 串聯進行分壓，其中大電阻作粗調，小電阻用于細調。精品文檔3. 制流電路與分壓電路的差別與選擇(1) 調節范圍分壓電路的電壓調節范圍大，可從OE ；而制流電路電壓條件范圍較小，只能從RZ?EE。RZ R0(2) 細調程度R0RZ 時，在整個調節范圍內調節基本均勻，但制流電路可調范當圍小；負載上的2電壓值小，能調得較精細，而電壓值大時調節變得很粗。(3)

8、功耗損耗使用同一變阻器，分壓電路消耗電能比制流電路要大。基于以上的差別，當負載電阻較大，調節范圍較寬時選分壓電路；反之，當負載電阻較小，功耗較大，調節范圍不太大的情況下則選用制流電路。若一級電路不能達到細調要求， 則可采用二級制流（或二段分壓）的方法以滿足細調要求。實驗內容1、 仔細觀察電表的度盤，記錄下度盤下側的符號及數字，說明其意義？說明所用電表的最大引用誤差是什么？電流表左邊有 “ C19mA ”是型號， 右邊有“ 1.0 2a”其中“1.0”代表電表的等級， 說明這電流的最大引用誤差為：max= (X max 量程 ) × a% = (使用的電流表量程 ) × 1.

9、0%，“ ”說明此電流表為磁電系儀表，“ ”說明此電流表具有級防外磁場及電場的作用， “”表示此電流表的標尺位置必須水平放置電表標針指示的值才準確，“”表示此電流表為直流電流表，不能測量交流電，“2 ” 表示此電流表進行絕緣強度試驗電壓為 2KV 。電壓表左邊有“ C31 mV ”是型號，右邊有“ 0.5 ”其中“ 0.5”代表電表的等級， 說明這電流的最大引用誤差為：max= (X max 量程 ) × a% = (使用的電壓表量程 ) × 0.5%，“ ”說明此電壓表為磁電系儀表，“”表示此電壓表的標尺位置必須水平放置電表標針指示的值才準確，“” 表示此電壓表為直流電壓

10、表，不能測量交流電，“ ”說明此電壓表具有級防外磁場及電場的作用，“” 表示此電壓表沒有進行絕緣強度試驗。2、制流電路特性的研究a. 按電路圖1-1 聯結電路， RZ 用 ZX25a 電阻箱，其額定功率為1W ，R0 用 10滑線變阻器，請計算以下數值后，確定電流表A 用 500mA檔毫安表， E RZ Imax 。制流電路特性的研究計算公式 PI z2Rz ， I 總 =I Z ， E=I 總 ×R 總下表數據。K 值RZ 大小 ()RZ容許電流 I Z (mA)最大總電流 I 總 max(mA)電源電壓 E(V)0.111000實驗時取 3000.3110316實驗時取 3000

11、.3精品文檔b.移動變阻器滑動頭C，在電流從最小到最大過程中，測量11 次電流值及C 在標尺上的位置 l，并記下變阻器繞線部分的長度l0，以 l/l 0 為橫坐標，電流I的縱坐標作圖。記錄l =140mm0K 值ll01301201101009080706050403020100l / l01.000 0.929 0.857 0.786 0.714 0.643 0.571 0.500 0.429 0.357 0.286 0.214 0.143 0.071 0.0000.1I(mA)384145495357647280911101281582193001153158164171179187198

12、2062162282382512652843003 分壓電路特性的研究a.分壓電路特性的研究計算公式R 總 R z R0，I 總 IZ+ I 0，EI 總 R 總， PI z2Rz 以下R zR0數值，電路中最小總電阻R 總 ，最大總電流I 總。K 值R大小 ()R容許電流 I (mA) RZ容許端電壓 U (V)最大電壓 Umax(mV電源電壓 E(V)ZZzz2202244480實驗時取 100010.1110001000實驗時取 10001b.移動變阻器滑動頭C，在電壓從最小到最大過程中，測量11 次電壓值及C 在標尺上的位置 l ，并記下變阻器繞線部分的長度l0，以 l/l 0為橫坐標，電壓 U 的縱坐標作圖。 記錄 l0 =140mmK 值l0102030405060708090100110120130l0l / l00