制流电路与分压电路实验报告

实用文档 实验题目：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。实验仪器毫安表伏特表直流电源滑线变阻器电阻箱型号C19－mAC31－mVDH1718CBX7－11ZX25a规格1000mA1000mV0－30V5A10Ω111111Ω实验原理：制流电路图1电路如图1所示，图中E为直流电源；为滑线变阻箱，A为电流表；为负载；K为电源开关。它是将滑线变阻器的滑动头C和任一固定端（如A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AC之间的电阻，从而改变整个电路的电流I，图1A(1)当C滑至A点，负载处；当C滑至B点，，图2电压调节范围：图2相应的电流变化为一般情况下负载中的电流为，(2)式中图2表示不同K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：K越大电流调节范围越小；时调节的线性较好；K较小时（即），X接近O时电流变化很大，细调程度较差；不论大小如何，负载上通过的电流都不可能为零。图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，对微分图3，，(3)图4式中N为变阻器总圈数。从上式可见，当电路中的确定后，ΔI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N变大，由于N大而使变阻器体积变得很大，故N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。图4分压电路分压电路如图4所示，滑线变阻器两个固定端A、B与电源E相接，负载接滑动端C和固定端A（或B）上，当滑动头C由A端滑至B端，负载上电压由O变至E，调节的范围与变阻器的阻值无关。当滑动头C在任一位置时，AC两端的分压值U为由实验可得不同K值的分压特性曲线，如图5所示。图5(4)图5式中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；（2）K越小电压调节不均匀；（3）K越大电压调节越均匀，因此要电压U在0到整个范围内均匀变化，则取比较合适，实际K=2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。当时略去（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(5)式中N为变阻器总圈数，越小调节越不均匀。图6当K》1时（即），略去式（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，所以图6(6)从上式可知，当变阻器选定后均为定值，故当K》1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。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6将两个电阻和串联进行分压，其中大电阻作粗调，小电阻用于细调。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；而制流电路电压条件范围较小，只能从。(2)细调程度时，在整个调节范围内调节基本均匀，但制流电路可调范当围小；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)功耗损耗使用同一变阻器，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，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。实验内容仔细观察电表的度盘，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？电流表左边有“C19－mA”是型号，右边有“1.0∩ⅡaaAAAS＿2”其中“1.0”代表电表的等级，说明这电流的最大引用误差为：Δmax=(Xmax量程)×a%=(使用的电流表量程)×1.0%，“∩”说明此电流表为磁电系仪表，“Ⅱ”说明此电流表具有Ⅱ级防外磁场及电场的作用，“”表示此电流表的标尺位置必须水平放置电表标针指示的值才准确，“＿”表示此电流表为直流电流表，不能测量交流电，“2”表示此电流表进行绝缘强度试验电压为2KV。∩ⅡaaAAAS2∩Ⅱ2电压表左边有“C31－mV”是型号，右边有“0.5∩＿Ⅱ”其中“0.5”代表电表的等级，说明这电流的最大引用误差为：Δmax=(Xmax量程)×a%=(使用的电压表量程)×0.5%，“∩”说明此电压表为磁电系仪表，“”表示此电压表的标尺位置必须水平放置电表标针指示的值才准确，“＿”表示此电压表为直流电压表，不能测量交流电，“Ⅱ”说明此电压表具有Ⅱ级防外磁场及电场的作用，“”表示此电压表没有进行绝缘强度试验。∩Ⅱ∩Ⅱ2、制流电路特性的研究按电路图1-1联结电路，RZ用ZX25a电阻箱，其额定功率为1W，R0用10Ω滑线变阻器，请计算以下数值后，确定电流表A用500mA档毫安表，E≤RZImax。制流电路特性的研究计算公式，I总=IZ，E=I总×R总下表数据。K值RZ大小(Ω)RZ容许电流IZ(mA)最大总电流I总max(mA)电源电压E(V)0.111000实验时取3000.3110316实验时取3000.3移动变阻器滑动头C，在电流从最小到最大过程中，测量11次电流值及C在标尺上的位置l，并记下变阻器绕线部分的长度l0，以l/l0为横坐标，电流I的纵坐标作图。记录l0=140mmK值ll01301201101009080706050403020100l/l01.0000.9290.8570.7860.7140.6430.5710.5000.4290.3570.2860.2140.1430.0710.0000.1I(mA)3841454953576472809111012815821930011531581641711791871982062162282382512652843003分压电路特性的研究a.分压电路特性的研究计算公式R总＝，I总＝IZ+I0，E＝I总R总，以下数值，电路中最小总电阻R总，最大总电流I总。K值RZ大小(Ω)RZ容许电流Iz(mA)RZ容许端电压Uz(V)最大电压Umax(mV电源电压E(V)2202244480实验时取100010.1110001000实验时取10001b.移动变阻器滑动头C，在电压从最小到最大过程中，测量11次电压值及C在标尺上的位置l，并记下变阻器绕线部分的长度l0，以l/l0为横坐标，电压U的纵坐标作图。记录l0=140mmK值l0102030405060708090100110120130l0l/l00.0000.07