制流电路与分压电路讲义VIP专享VIP免费

实验九制流电路与分压电路一、实验目的电路一般可以分为电源、控制和测量三个部分。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。1.掌握制流与分压两种电路的联结方法、研究其性能和特点；2.了解熟悉电磁学实验的操作规程和安全知识。二、实验仪器电流表电压表直流稳压电源电阻箱滑线变阻器等。三、实验原理1、制流电路电路如图1所示，当C滑至A点，,负载处；当C滑到B点,,电压调节范围：E相应的电流变化为：一般情况下负载中的电流为式中,。图2表示不同k值的制流特性曲线。B图2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）K越大电流调节范围越小；（2）K≥1时调节的线性较好；（3）K较小时（即0>>z），X接近0时电流变化很大，细调程度较差；（4）不论0大小如何，负载z上通过的电流都不可能为零。2.分压电路分压电路如图3所示，变阻器两个固定端A、B与电源E相接，负载z接变阻器滑动端图3分压电路C和固定端A（或B）上，当滑动头C由A端滑至B端，上电压由0变到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为式中，由实验可得不同K值的分压特性曲线，如图4所示。图4分压特性曲线从曲线可以清楚看出分压电路有以下特点：（1）不论R0的大小，负载Rz的电压调节范围均可以从0---E；（2）K越小电压调节越不均匀；（3）K越大电压调节越均匀，因此要电压U在0到Umax整个范围内均匀变化，则取K＞1比较合适，实际K=2那条曲线可近似作为直线，故取R0≤RZ/2即可认为电压调节已达到一般均匀的要求了。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，可以从0―E；而制流电路电压调节范围较小，只能从―E。（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的要求，则可采用二级制流（或二段分压）的方法以满足细调要求。四、实验内容1.制流特性曲线描绘（1）按图1连接电路，电阻箱为负载Rz，取K=0.1，确定Rz=？根据所用电流表的量程和Rz的最大容许电流，确定实验时的最大电流Imax及电源电压E值。注意：Imax值应小于Rz最大容许电流。变阻器等分为10等分，分别测量x为0.1、0.2、0.3…对应的电流I，以x为横坐标，I为纵坐标作I-x图。（2）取K=1重复上述测量并绘图。2.分压特性曲线描绘（1）按图3电路进行实验，区K=2确定Rz值，参照变阻器的额定电流和Rz的容许电流，确定电源电E的值，变阻器等分为10等分，分别测量x为0.1、0.2、0.3…对应的电压U，以x为横坐标，U为纵坐标作U-x图。(2)取K=0.1，重复上述测量并绘图。五、注意事项1.为保护电源及电表，在制流电路中，首先将滑线变阻器打到最大阻值（此时整个电路电流最小）。2.分压电路中，首先将滑线变阻器跳到最小（此时负载分得的电压最小）要注意变阻器BC段的电流是和之和，确定E值时，特别注意BC段的电流是否大于额定电流。六、预习要求1.预习绪论部分有关电磁学实验基础知识，了解电表刻度盘下侧参数的意义。理解引用误差的概念；2.分别对两种控制对应的两种K值的取值，计算容许的电源电压；3.根据实验内容列出数据记录表格。七、讨论与思考从制流与分压特性曲线求出电流值或电压值近似为线性时，滑线电阻的阻值。