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1、实验九实验九 制流电路与分压电路制流电路与分压电路一、实验目的一、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、实验原理三、实验原理1、制流电路电路如图 1 所示，BI 当 C 滑至 A 点RAC 0，ImaxERZ RACE,负载处Umax E；RZEE ,UminRZRZ R0RZ R0当 C 滑到 B 点R
2、AC R0,Imin电压调节范围：RZEER0 RZEERZR0 RZ相应的电流变化为：一般情况下负载RZ中的电流为I ERZ RACER0IKmaxRZRACK XR0R0式中K RRZ ,X AC。R0R0图 2 表示不同 k 值的制流特性曲线。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）K1 时调节的线性较好；（3）K 较小时（即 R0Rz） ，X 接近 0 时电流变化很大，细调程度较差；（4）不论 R0大小如何，负载 Rz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
3、 Rz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U ERZRAC RBCRZ RACRZRACRZ RACERZRACERR RACRZRAC RBC RBCRAC1BCZRZRACRZRACERZR0 RBCRACRZRACER0K RACERRZ RBCXRZACRBCR0RZR, X ACR0R0式中，R0 RAC RBC,K 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
4、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K1 比较合适，实际 K=2 那条曲线可近似作为直线，故取R0RZ/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 0E； 而制流电路电压调节范围较小， 只能从（2）细调程度当R0RZEE。R0 RZRZ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2调得较精细，而电压值大时调节变得很粗。（3）功率
5、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
6、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IZ和ICA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。
