制流電路與分壓電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)用文檔 實(shí)驗(yàn)題目：制流電路與分壓電路實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.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(lián)結(jié)方法、性能和特點(diǎn)，學(xué)習(xí)檢查電路故障的一般方法；3.熟悉電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)程和安全知識(shí)。實(shí)驗(yàn)儀器毫安表伏特表直流電源滑線變阻器電阻箱型號(hào)C19－mAC31－mVDH1718CBX7－11ZX25a規(guī)格1000mA1000mV0－30V5A10Ω111111Ω實(shí)驗(yàn)原理：制流電路圖1電路如圖1所示，圖中E為直流電源；為滑線變阻箱，A為電流表；為負(fù)載；K為電源開關(guān)。它是將滑線變阻器的滑動(dòng)頭C和任一固定端（如A端）串聯(lián)在電路中，作為一個(gè)可變電阻，移動(dòng)滑動(dòng)頭的位置可以連續(xù)改變AC之間的電阻，從而改變整個(gè)電路的電流I，圖1A(1)當(dāng)C滑至A點(diǎn)，負(fù)載處；當(dāng)C滑至B點(diǎn)，，圖2電壓調(diào)節(jié)范圍：圖2相應(yīng)的電流變化為一般情況下負(fù)載中的電流為，(2)式中圖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(gè)特點(diǎn)：K越大電流調(diào)節(jié)范圍越?。粫r(shí)調(diào)節(jié)的線性較好；K較小時(shí)（即），X接近O時(shí)電流變化很大，細(xì)調(diào)程度較差；不論大小如何，負(fù)載上通過的電流都不可能為零。圖3細(xì)調(diào)范圍的確定：制流電路的電流是靠滑線電阻滑動(dòng)端位置移動(dòng)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?yàn)?，?duì)微分圖3，，(3)圖4式中N為變阻器總?cè)?shù)。從上式可見，當(dāng)電路中的確定后，ΔI與成正比，故電流越大，則細(xì)調(diào)越困難，假如負(fù)載的電流在最大時(shí)能滿足細(xì)調(diào)要求，而小電流時(shí)也能滿足要求，這就要使變小，而不能太小，否則會(huì)影響電流的調(diào)節(jié)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(jīng)常再串一變阻器，采用二級(jí)制流，如圖3所示，其中阻值大，作粗調(diào)用，阻值小作細(xì)調(diào)用，一般取，但的額定電流必須大于電路中的最大電流。圖4分壓電路分壓電路如圖4所示，滑線變阻器兩個(gè)固定端A、B與電源E相接，負(fù)載接滑動(dòng)端C和固定端A（或B）上，當(dāng)滑動(dòng)頭C由A端滑至B端，負(fù)載上電壓由O變至E，調(diào)節(jié)的范圍與變阻器的阻值無關(guān)。當(dāng)滑動(dòng)頭C在任一位置時(shí)，AC兩端的分壓值U為由實(shí)驗(yàn)可得不同K值的分壓特性曲線，如圖5所示。圖5(4)圖5式中從曲線可以清楚看出分壓電路有如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）不論的大小，負(fù)載的電壓調(diào)節(jié)范圍均可從；（2）K越小電壓調(diào)節(jié)不均勻；（3）K越大電壓調(diào)節(jié)越均勻，因此要電壓U在0到整個(gè)范圍內(nèi)均勻變化，則取比較合適，實(shí)際K=2那條線可近似作為直線，故取即可認(rèn)為電壓調(diào)節(jié)已達(dá)到一般均勻的要求了。當(dāng)時(shí)略去（4）分母項(xiàng)中的，近似有，經(jīng)微分可得：最小的分壓量即滑動(dòng)頭改變一圈位置所改變的電壓量，所以(5)式中N為變阻器總?cè)?shù)，越小調(diào)節(jié)越不均勻。圖6當(dāng)K》1時(shí)（即），略去式（4）中的，近似有，對(duì)上式微分得，細(xì)調(diào)最小的分壓值莫過于一圈對(duì)應(yīng)的分壓值，所以圖6(6)從上式可知，當(dāng)變阻器選定后均為定值，故當(dāng)K》1時(shí)為一個(gè)常數(shù)，它表示在整個(gè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的精細(xì)程度處處一樣。從調(diào)節(jié)的均勻度考慮，越小越好，但上的功耗也將變大，因此還要考慮到功耗不能太大，則不宜取得過小，取即可兼顧兩者的要求。與此同時(shí)應(yīng)注意流過變阻器的總電流不能超過它的額定值。若一般分壓不能達(dá)到細(xì)調(diào)要求可以如圖6將兩個(gè)電阻和串聯(lián)進(jìn)行分壓，其中大電阻作粗調(diào)，小電阻用于細(xì)調(diào)。制流電路與分壓電路的差別與選擇(1)調(diào)節(jié)范圍分壓電路的電壓調(diào)節(jié)范圍大，可從；而制流電路電壓條件范圍較小，只能從。(2)細(xì)調(diào)程度時(shí)，在整個(gè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)基本均勻，但制流電路可調(diào)范當(dāng)圍小；負(fù)載上的電壓值小，能調(diào)得較精細(xì)，而電壓值大時(shí)調(diào)節(jié)變得很粗。(3)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(dāng)負(fù)載電阻較大，調(diào)節(jié)范圍較寬時(shí)選分壓電路；反之，當(dāng)負(fù)載電阻較小，功耗較大，調(diào)節(jié)范圍不太大的情況下則選用制流電路。若一級(jí)電路不能達(dá)到細(xì)調(diào)要求，則可采用二級(jí)制流（或二段分壓）的方法以滿足細(xì)調(diào)要求。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仔細(xì)觀察電表的度盤，記錄下度盤下側(cè)的符號(hào)及數(shù)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“C19－mA”是型號(hào)，右邊有“1.0∩ⅡaaAAAS＿2”其中“1.0”代表電表的等級(jí)，說明這電流的最大引用誤差為：Δmax=(Xmax量程)×a%=(使用的電流表量程)×1.0%，“∩”說明此電流表為磁電系儀表，“Ⅱ”說明此電流表具有Ⅱ級(jí)防外磁場及電場的作用，“”表示此電流表的標(biāo)尺位置必須水平放置電表標(biāo)針指示的值才準(zhǔn)確，“＿”表示此電流表為直流電流表，不能測(cè)量交流電，“2”表示此電流表進(jìn)行絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓為2KV?！散騛aAAAS2∩Ⅱ2電壓表左邊有“C31－mV”是型號(hào)，右邊有“0.5∩＿Ⅱ”其中“0.5”代表電表的等級(jí)，說明這電流的最大引用誤差為：Δmax=(Xmax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(biāo)尺位置必須水平放置電表標(biāo)針指示的值才準(zhǔn)確，“＿”表示此電壓表為直流電壓表，不能測(cè)量交流電，“Ⅱ”說明此電壓表具有Ⅱ級(jí)防外磁場及電場的作用，“”表示此電壓表沒有進(jìn)行絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)?！散颉散?、制流電路特性的研究按電路圖1-1聯(lián)結(jié)電路，RZ用ZX25a電阻箱，其額定功率為1W，R0用10Ω滑線變阻器，請(qǐng)計(jì)算以下數(shù)值后，確定電流表A用500mA檔毫安表，E≤RZImax。制流電路特性的研究計(jì)算公式，I總=IZ，E=I總×R總下表數(shù)據(jù)。K值RZ大小(Ω)RZ容許電流IZ(mA)最大總電流I總max(mA)電源電壓E(V)0.111000實(shí)驗(yàn)時(shí)取3000.3110316實(shí)驗(yàn)時(shí)取3000.3移動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭C，在電流從最小到最大過程中，測(cè)量11次電流值及C在標(biāo)尺上的位置l，并記下變阻器繞線部分的長度l0，以l/l0為橫坐標(biāo)，電流I的縱坐標(biāo)作圖。記錄l0=140mmK值ll01301201101009080706050403020100l/l01.0000.9290.8570.7860.7140.6430.5710.5000.4290.3570.2860.2140.1430.0710.0000.1I(mA)3841454953576472809111012815821930011531581641711791871982062162282382512652843003分壓電路特性的研究a.分壓電路特性的研究計(jì)算公式R總＝，I總＝IZ+I0，E＝I總R總，以下數(shù)值，電路中最小總電阻R總，最大總電流I總。K值RZ大小(Ω)RZ容許電流Iz(mA)RZ容許端電壓Uz(V)最大電壓Umax(mV電源電壓E(V)2202244480實(shí)驗(yàn)時(shí)取100010.1110001000實(shí)驗(yàn)時(shí)取10001b.移動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭C，在電壓從最小到最大過程中，測(cè)量11次電壓值及C在標(biāo)尺上的位置l，并記下變阻器繞線部分的長度l0，以l/l0為橫坐標(biāo)，電壓U的縱坐標(biāo)作圖。記錄l0=140mmK值l0102030405060708090100110120130l0l/l00.0000.07