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1、实验报告举例 电子信息与机电工程学院 普通物理实验 课实验报告 级 物理(1) 班 B2 组 实验日期 姓名: 学号 25号 老师评定 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C19mAC31mVDH1718CBX711ZX21a规格1000mA1000mV030V 5A10111111实验原理：1. 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。
2、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， (1)当C滑至A点，负载处；当C滑至B点， 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：（1） K越大电流调节范围越小；（2） 时调节的线性较好；（3） K较小时（即 ），X接近O时电流变化很大，细调程度较差；图3（4） 不论大小如何，负载上通过的电流都不可能为零。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
3、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)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，I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。2. 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
4、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)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
5、阻器总圈数，越小调节越不均匀。图6当K1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 (6)从上式可知，当变阻器选定后 均为定值，故当K1 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。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 ；
6、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1、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“C19mA”是型号，右边有“1.0 2”
7、其中“1.0”代表电表的等级，说明这电流的最大引用误差为：max= (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，“”说明此电流表具有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。电压表左边有“C31mV”是型号，右边有“0.5 2”其中“0.5”代表电表的等级，说明这电流的最大引用误差为：max= (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
8、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，“”说明此电压表具有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。2、制流电路特性的研究a.按电路图1-1联结电路，RZ用ZX25a电阻箱，其额定功率P=1W，R0用10滑线变阻器，实验时填下表的数据，实验时电流表 A用 500mA 。K值RZ大小()RZ容许电流(mA)最大总电流Imax(mA)电源电压E(V)0.10.11实验时实际取30011110实验时实际取300 1 b.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，
9、以l/l0为横坐标，电流I的纵坐标作图。记录l0= 140其次，测一下当电流值I在最小和最大时，C移动一小格时电流值的变化，记录k=0.1时， I最小时I=0.1mA，I最大时I=11mA，记录k=1时I最小时I=0.4mA ，I最大时I=2.8mA取K=1，重复上述测量并绘图。K值ll01301201101009080706050403020100l / l01.0000.9290.8570.7860.7140.6430.5710.5000.4290.3570.2860.2140.1430.0710.0000.1I(mA)37384042454853576373901181602203001
10、1501601701801912032152252352462582692782873003、分压电路特性的研究a.按图1-4联结电路，RZ用ZX25a电阻箱，其额定功率为1W，R0用10滑线变阻器，电压表 V 用1V档，请计算以下数值，电路中最小总电阻R总，最大总电流I总。R总，I总IZ+ I0，EI总R总，K值RZ大小()RZ容许电流(mA)RZ容许端电压Uz(mV)最大电压Umax(mV)电源电压E(V)2202244480实验时实际取100010.1110001000实验时实际取10001b.联结好电路，取好电源电压E与RZ的值，RAC取最小值，复查一次电路无误后，闭合开关K，如无异常
11、，移动C点观察电压值是否符合设计要求。c.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=140 K值l0102030405060708090100110120130l0l / l00.0000.0710.1430.2140.2860.3570.4290.5000.5710.6430.7140.7860.8570.9291.0002U(V)0256811516521027033039046055065076088010000.10122545658511014018023029
12、03805207521000V二段分压电路RZ其次，测一下当电压值U在最小和最大时，C移动一小格时电压值的变化，记录K=2时U最小时U=2.0mV，U最大时U= 18mV；记录K=0.1时U最小时U=1.1mV，U最大时U= 35mV取K=0.1，重复上述测量并绘图。思考题1、ZX21型电阻箱的示值为9563.5，试计算它允许的基本误差，它的额定电流值，若示值为0.8，试计算它允许的基本误差。ZX21 (1)W型电阻箱规格档1000010001001010.1等级0.100.100.501.002.005.00当R=9563.5时UB (R)=(90000.1%+5000.1%+601.0%+
13、32.0%+0.55.0%)/=7.03当R=0.8时UB (R)=(+0.85.0%)/=0.042、以下电路正确吗？若有错误说明原因，并改正之。E K图aRZVVRZE K图bR0E K图c AR0E K图dA图a、b、c都是错误的，只有图d是正确的。因为图a这电路虽然也能起到分压作用，但负载电阻RZ两端不能分到0伏的电压，而且当滑动变阻器的滑动触头向左边移动到尽头处，电源变成短路，这是非常危险的电路；图b这电路没有分压作用；图c这电路没有制流作用；正确的电路图如下图VRZE K图a、b的正确图R0E K图c的正确图 AI/mAl/l0分析：从这制流电路特性曲线图中可以看出，实验结果与实验原理的曲线非常一致，也就是说K越大电流的调节范围越小；K1时，曲线趋近直线，线上每点的斜率变化越平缓，说明调节线性较好，这种情况就是我们使用滑线变阻器所需要的效果，所以实验时选择仪器时可以考虑的重要条件；K值较小 (K=0.1) 时，X接近0时电流变化很大，细调程度较差，遇到这种情况不方便调节电流，我们选择仪器时要避免这种情况。U/mVl/l0分析：从这分压电路特性曲线图中可以
