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1、实验一制流电路与分压电路电路可以千变万化,但一个电路一般可以分为电源、控制和测量三个部分.电路中的负载可能是容性的、感性的或简单的电阻.根据测量的要求,负载的电流值和电压值要在一定的范围内变化,这就要求有一个合适的电源.测量电路是根据实验要求确定好的,如电流表与负载串联测负载中通过的电流,电压表与负载并联测负载两端的电压.制流电路和分压电路是用来控制负载的电流和电压,使其变化范围达到预定的要求,控制元件主要使用滑线变阻器或电阻箱.为了更好的控制负载的电流和电压,必须了解制流电路和分压电路的特点.[实验目的]1.了解电磁学实验基本仪器的性能和使用方
2、法.2.掌握制流与分压两种电路的连结方法、性能和特点,学习检查电路故障的一般方法.3.熟悉电磁学实验的操作规程和安全知识.[实验仪器]直流稳压电源,电压表,电流表,万用电表,滑线变阻器,电阻箱2个,开关,导线.[实验原理]图2-1-1制流电路图1.制流电路制流电路如图2-1-1所示,图中为直流电源;为滑线变阻器;为电流表;为负载;为电源开关.它是将滑线变阻器的滑动头和任一固定端(如端)串联在电路中,作为一个可变电阻,移动滑动头的位置可以连续改变之间的电阻,从而改变整个电路的电流.(1)调节范围由：(2-1-1)当滑至点,,负载处;当滑至点，,电压
3、调节范围：→相应的电流变化为：→(2)制流特性曲线一般情况下负载中的电流为(2-1-2)式中，.图2-1-2图2-1-2图6图5图4图2霍尔效应原理图xyINEyIzBvfHfEUH----++++图1霍尔效应测试仪面板图IMIS测量选择IM调节IS调节调零VHV0输出IM输出IS输出图1图2箱式惠斯通电桥图1Rx－＋水容器水银温度计电热丝惠斯通电桥图3-2制流特性曲线图图2-1-2表示不同值的制流特性曲线,从曲线可以清楚地看到制流电路有以下几个特点：①越大电流调节范围越小;②≥l时调节的线性较好;③较小时(即),接近0时电流变化很大,细调程度较
4、差;④不论大小如何,负载上通过的电流都不可能为零.(3)细调范围的确定制流电路的电流是靠滑线电阻滑动端位置移动来改变的,最少位移是一圈，因此一圈电阻的大小就决定了电流的最小改变量.因为对微分(2-1-3)式中为变阻器总圈数.从上式可见,当电路中的、、确定后,与成正比,故电流越大,则细调越困难,假如负载的电流在最大时能满足细调要求,而小电流时也能满足要求,这就要使变小,而不能太小,否则会影响电流的调节范围,所以只能使变大,由于大而使变阻器体积变得很大,故又不能增得太多,因此经常再串一变阻器,采用二级制流,如图2-1-3所示,其中阻值大,作粗调用,阻
5、值小作细调用,一般取,但、的额定电流必须大于电路中的最大电流.图2-1-4分压电路图图2-1-3二级制流电路图2.分压电路(1)调节范围分压电路如图2-1-4所示,滑线变阻器两个固定端、与电源相接,负载接滑动端和固定端(或)上,当滑动头由端滑至端,负载上电压由0变至,调节的范围与变阻器的阻值无关.当滑动头在任一位置时,两端的分压值为(2-1-4)式中,,图2-1-5分压特性曲线(2)分压特性曲线由实验可得不同值的分压特性曲线,如图2-1-5所示.从曲线可以清楚看出分压电路有如下几个特点：①不论的大小,负载的电压调节范围均可从0→;②越小电压调节越
6、不均匀;③越大电压调节越均匀,因此要电压在0到整个范围内均匀变化,则取比较合适,实际那条线可近似作为直线，故取≤即可认为电压调节已达到一般均匀的要求了.(3)细调范围的确定当时(即)，略去式(2-1-4)分母项中的,近似有经微分可得最小的分压量即滑动头改变一圈位置所改变的电压量,所以(2-1-5)式中为变阻器总圈数,越小调节越不均匀.当时(即),略去式(2-1-4)中的近似有对上式微分得,细调最小的分压值莫过于一圈对应的分压值,所以(2-1-6)图2-1-6二段分压电路图从上式可知,当变阻器选定后、、均为定值,故当时为一个常数,它表示在整个调节范
7、围内调节的精细程度处处一样.从调节的均匀度考虑,越小越好,但上的功耗也将变大.因此还要考虑到功耗不能太大,则不宜取得过小.取即可兼顾两者的要求.与此同时应注意流过变阻器的总电流不能超过它的额定值.若一般分压不能达到细调要求,可以如图2-1-6将两个电阻和串联进行分压,其中大电阻用作粗调,小电阻用于细调.3．制流电路与分压电路的差别与选择(1)调节范围分压电路的电压调节范围大，而制流电路电压调节范围较小.(2)细调程度当≤时,在整个调节范围内调节基本均匀,但制流电路可调范围小;负载上的电压值小,能调得较精细,而电压值大时调节变得很粗.(3)功率损耗
8、使用同一变阻器,分压电路消耗电能比制流电路要大.基于以上的差别,当负载电阻较大,调节范围较宽时选分压电路;反之,当负载电阻较小,功耗较大
