实验一制流电路与分压电路预习报告.doc

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1、实验3制流电路与分压电路【实验目的】1．了解基本仪器的性能和使用方法；2．掌握制流与分压两种电路的联结方法、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】毫安计，伏特计，万用电表，直流电源，滑线变阻器，电阻箱，开关，导线。【实验原理】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。测量电路是先根据实验要求而确定好的，例如要校准某一电压表，需选一标准的电压表和它并联，这就是测量线路，它可等效于一个负载，这个负载可能是容性的、感性的或简单的电阻，以表示其负载。根据测量的要求，负载的电流值和电压值在一定的范围内变化，这就要求有一

2、个合适的电源。控制电路的任务就是控制负载的电流和电压，使其数值和范围达到预定的要求。常用的是制流电路或分压电路。控制元件主要使用滑线变阻器或电阻箱。1.制流电路电路如图3-1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。图3-1制流电路图(1)调节范围由：(3-1)当滑至点，，负载处；当滑至点，，。电压调节范围：→；相应的电流变化为：→。(2)制流特性曲线一股情况下负载中的电流为(3-2)式中，图3-2表示不同值的制流特性曲线，

3、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)细调程度图3-2制流电路曲线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(3-3)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，图3-3二级制流电路图所以只能使变

4、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3-3所示，其中阻值大，作粗调用，阻值小作细调用，一般取，但、的额定电流必须大于电路中的最大电流。2.分压电路(1)调节范围分压电路如图3-4所示，滑线变阻器两个固定端、与电源相接，负载图3-4分压电路图接滑动端和固定端(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。(2)分压特性曲线当滑动头在任一位置时，两端的分压值为(3-4)式中，，由实验可得不同值的分压特性曲线，如图3-5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

5、→；②越小电压调节越不均匀；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。图3-5分压特性曲线(3)细调程度当K<>)，略去式(3-4)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(3-6)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围内调节的精细程度处处一样。

6、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3-6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。图3-6二段分压电路图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，可从0→，而制流电路电压调节范围较小，只能从→。(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)功率损耗使用同一变阻器，分压电路消耗电能比

7、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，调节范围不太大的情况下则选用制流电路。若一级电路不能达到细调要求，则可采用二级制流(或二段分压)的方法以满足细调要求。【实验内容】1、仔细观察电表刻度盘，记录下度盘下侧的符号及数字，说明其意义？说明所用电表的最大引用误差是什么？2、记下所用电阻箱的级别，如果该电阻箱的示值是400Ω时，它的最大容许电流是多少？3、用万用表测一下所用滑动变阻器的