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1、实 验 五 制流电路与分压电路,实验目的 1、 掌握制流电路与分压电路的连接方法，性能和特点。 2 、学习控制电路中变阻器选择的方法。,测量电路一般由电源、控制电路和测量电路三部分组成，其中控制电路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。常用的控制电路是制流与分压电路，其控制的元件主要是变阻器和电阻箱。,一、制流电路 1. 调节电压电流范围如图a所示为制流电路图，R为负载，R0为滑动变阻器。改变触点C的位置，即可改变整个回路的电阻，从而改变回路的电流I和电压U（R两端电压）。在不考虑电源内阻及毫伏表内阻时，则（ R0为滑动变阻器的最大阻值）,图a,图b,两端电压 式中 ，而 ，所
2、以通过R的电流和两端电压的调节范围为或 显然，电流和电压的调节范围决定于K值的大小， K越小，调节范围越大。,2、调节细调程度 对于控制电路,要求电压(或电流)值满足一定的调节范围,还要求比较容易地调到准确的指定值，即要求达到一定的细调程度。负载上的电流和电压是靠滑动变阻器触点的移动来改变的，最小位移是一圈，因此，一圈的电阻R0的大小就决定了电压和电流的最小改变量。分别对两式微分得：,故,（线圈的匝数 N=R0/R0）,由式可知，当电路的所有元件都确定后（E、R、R0都一定），I与I2成正比， U与U2 成正比，故电流（电压）越大，则细调就越困难。如果负载的电流在最大时能满足细调要求，在小电流
3、时也满足要求，必须使 变小。而 R0不能太小，否则会影响调节范围，所以只能靠增大线圈匝数N来减小 ，N也不能太大，否则会使变阻器的体积变大。因此，一般采用二级制流电路来解决这一矛盾。如图b所示，其中R10阻值大，作粗调用，R20阻值较小作细调用，R20一般取 。二级制流中，由于 ，阻值较大，使之具有较大的调节范围，另外R20较小，从而 较小，具有较好的细调程度。,3、调节的线性度控制电路还应该具有较好的调节线性度，即要求在整个调节范围内尽可能是均匀的，对式两边微分得：当 或 时，上式可变为：. 即电流的变化与X 的变化 成正比，而与X值（即C的位置）无关。,二、分压电路 1、调节电压的范围如图
4、C所示，滑动变阻器触点C改变时，负载R上的电压随之改变，则负载R两端电压为（电源内阻不计）,. . 上式中令 ， 因 ，故电压调节范围为 。,2、调节的细调程度对式微分得：分三种情况讨论 ，（即 ）时，略去式中的K高阶则,又 将式代入则上式与式一样，说明当 时，分压电路与制流电路的细调程度一样， 值越小，电压调节越不均匀。 时（即 ）时，略去 式中 X 则有,上式表明，当变阻器选定后，E、R0、N均为定值，故当K1时 为一常数，它表示在整个调节范围内的精细程度处处一样。从调节的均匀度来考虑，K值越大越好。 R与R0有相同的数量级。 根据可知，只要K2，其结果和K1时相差不大，可粗略的归于K1这
5、一类，而当K10-1时，粗略可看着是K1，即基本与制流电路一样，当10-1K2，属于前两者之间的过渡。另外在分压电路中也可采用二级分压。,三、选择控制电路应遵循的原则 1、当负载电阻较大，调节范围较宽时选分压电路，反之，当负载较小，允许功耗较大，调节范围不太大时应选用制流电路。 2、如一级电路达不到要求，则采用二级制流电路或二级分压电路的方法，以满足细调要求。 四、实验内容1、制流电路特性研究2、分压电路特性研究3、二级控制电路特性研究4、电路的故障检查,实验指导 一、实验操作时的注意事项 1、要注意电流表与电压表的连接方法，不能超过电表的量程 2、要注意滑动变阻器连入电路中的接线方法。 3、
6、为保护电源及电表，在制流电路中，首先要把滑动变阻器要打到最大阻值的位置。在分压电路中，首先要把滑动变阻器打到电压最小的位置 4、在选择制流电路或分压电路时，要从调节范围细调的均匀度，细调程度等方面进行考虑，但还要注意电路的功率损耗问题，要从节约能源角度来考虑。,布置作业一、分析与思考1、如何从制流与分压特性曲线求出电流值（或电压值）呈线性变化时滑动变阻器的阻值？2、有人说，制流电路的接法是用来控制电路的电流，分压电路是用来控制电路的电压，这种说法对吗？二、创新设计试设计一个测电阻的电路，要求电流值（或电压值）必须从零开始读数。三、课后任务1、预习下一个实验并撰写预习报告2、完成本实验的实验报告,
