分壓與限流的研究實驗

1、分壓與限流的研究實驗報告【實驗?zāi)康摹?1熟悉分壓電路和限流電流，并比較分壓電路和限流電路的性能； 2研究滑線變阻器的有關(guān)參數(shù)；【實驗原理】 （1）1.分壓電路如圖（1）所示，滑動觸頭P從a移動到b，電阻箱的電阻為R，由于調(diào)解滑動變阻器，電路中總電阻發(fā)生變化，使電阻箱R的電壓也發(fā)生變化，即電壓表的示數(shù)有變化，設(shè)電路的電源電動勢為E，忽略電源的內(nèi)阻，由歐姆定律可得出變阻器兩端的電壓的計算公式，推導(dǎo)過程如下：電路中總電阻為： （1）根據(jù)歐姆定律得電路中總電流為： （2）所以在此根據(jù)歐姆定律得出電阻箱的電壓為： （3）又因為滑動變阻器的最大電阻為帶入（3）式，并化簡可得： （4）設(shè) （5）聯(lián)立（4）、

2、（5），消去，可得： （6）所以： （7）由式（7）可知，當(dāng)X一定時，與Y值存在一定的函數(shù)關(guān)系，可以多測幾組數(shù)據(jù)，得出函數(shù)圖像，分析分壓電路的性能。2. 限流電路如圖2所示，滑動觸頭P移動到a，負(fù)載電阻R上的電壓最大，為電源電壓E，相應(yīng)的電流此時也是最大的，由歐姆定律可得此時電路中的最大電流為： （8）在滑動觸頭不在a或者b位置時，電路中的電流大小為： （9）聯(lián)立式（5）、（8）、（9），消去E，R，,并化簡整理可得： （10）由（10）式可得：當(dāng)X一定時，與Y值存在一定的函數(shù)關(guān)系，同樣，多測幾組數(shù)據(jù)，畫出兩者的函數(shù)圖象，分析限流電路的性能。RR2R1R0abA圖2【實驗儀器】 穩(wěn)壓電源、電流

3、表、電壓表、滑動變阻器R0（03700）、變阻箱R（099999）、開關(guān)、導(dǎo)線【實驗步驟】一、分壓電路性能的研究1.找到所用的實驗器材，并檢查是否損壞；2.按圖（1）所示電路圖連接好電路，打開穩(wěn)壓電源開關(guān)，并調(diào)節(jié)使電源電壓E為3V；3.選擇不同的X值，并根據(jù)不同的X值選擇好變阻箱的阻值，然后設(shè)計實驗數(shù)據(jù)表格1，以便記錄數(shù)據(jù)；4.撥動滑動變阻器的滑動觸頭P，分別置于不同的位置，從而確定好Y值；5.讀取并記錄每次位置的電壓值；6.實驗結(jié)束后，將不用到的儀器歸回原位置。二、限流電路性能的研究1.按圖（1）所示電路圖連接好電路，打開穩(wěn)壓電源開關(guān)，并調(diào)節(jié)使電源電壓E為4V；2.選擇不同的X值，并根據(jù)不同

4、的X值選擇好變阻箱的阻值，然后設(shè)計實驗數(shù)據(jù)表格2，以便記錄數(shù)據(jù)；3.撥動滑動變阻器的滑動觸頭P，分別置于不同的位置，從而確定好Y值；4.讀取并記錄每次位置的電流值；5.實驗結(jié)束后，將不用到的儀器歸回原位置。五 實驗數(shù)據(jù)及處理一、分壓電路性能的研究E=3V，電壓表的量程為03V（1） X=0.01 (滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=37)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 U（v）0.000 0.010 0.026 0.030 0.044 0.050 0.070 0.100 0.222 2.92

5、6 3.000 U/E0.000 0.003 0.009 0.010 0.015 0.017 0.023 0.033 0.074 0.975 1.000 （2） X=0.1（滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=370)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 U（v）0.000 0.020 0.110 0.144 0.182 0.246 0.312 0.450 0.798 2.934 3.000 U/E0.000 0.007 0.037 0.048 0.061 0.082 0.104 0.150 0.2

6、66 0.978 1.000 （3） X=0.5（滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=1850)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 U（v）0.000 0.050 0.152 0.218 0.554 0.750 1.000 1.300 1.852 2.946 3.000 U/E0.000 0.017 0.051 0.073 0.185 0.250 0.333 0.433 0.617 0.982 1.000 （4） X=1（滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=3700)Y0.000 0.100 0.

7、200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 U（v）0.000 0.052 0.304 0.502 0.652 0.800 1.124 1.406 1.924 2.958 3.000 U/E0.000 0.017 0.101 0.167 0.217 0.267 0.375 0.469 0.641 0.986 1.000 （5） X=2（滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=7400)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 U（v）0.000 0

8、.025 0.326 0.526 0.708 0.856 1.100 1.456 1.954 2.960 3.000 U/E0.000 0.008 0.109 0.175 0.236 0.285 0.367 0.485 0.651 0.987 1.000 （6） X=4（滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=14800)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 U（v）0.000 0.052 0.352 0.554 0.752 0.956 1.224 1.636 2.152 2.972 3.000 U/E

9、0.000 0.017 0.117 0.185 0.251 0.319 0.408 0.545 0.717 0.991 1.000 （7） X=10（滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=37000)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 U（v）0.000 0.054 0.332 0.554 0.702 0.946 1.200 1.566 2.052 2.968 3.000 U/E0.000 0.018 0.111 0.185 0.234 0.315 0.400 0.522 0.684 0.989 1

10、.000 與Y的關(guān)系作圖,如下所示：2、 限流電路的研究E=4.0V（1） X=0.01 (滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=37)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 I（mA）103.000 50.500 6.800 4.000 2.600 2.000 1.620 1.400 1.200 0.920 1.000 1.000 0.490 0.066 0.079 0.382 0.500 0.623 0.700 0.741 0.657 0.833 (2)X=0.1 (滑動變阻器R0=3700，變阻箱

11、R=370)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 I（mA）10.800 9.250 4.400 3.000 2.200 1.800 1.600 1.200 1.150 0.880 1.000 1.000 0.856 0.476 0.682 0.733 0.818 0.889 0.750 0.958 0.765 1.136 （3）X=0.5 (滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=1850)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0

12、.900 1.000 I（A）2.155 2.100 1.652 1.425 1.205 1.050 0.950 0.850 0.800 0.680 0.700 1.000 0.974 0.787 0.863 0.846 0.871 0.905 0.895 0.941 0.850 1.029 （4）X=1(滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=3700)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 I（A）1.100 1.050 0.950 0.850 0.800 0.700 0.659 0.625 0.59

13、9 0.500 0.550 1.000 0.955 0.905 0.895 0.941 0.875 0.941 0.948 0.958 0.835 1.100 （5）X=2(滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=7400)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 I（A）0.580 0.550 0.500 0.455 0.450 0.425 0.400 0.359 0.355 0.350 0.350 1.000 0.948 0.909 0.910 0.989 0.944 0.941 0.898 0.989

14、 0.986 1.000 （6）X=4 (滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=14800)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 I（A）0.265 0.260 0.255 0.250 0.249 0.247 0.245 0.240 0.235 0.225 0.225 1.000 0.981 0.981 0.980 0.996 0.992 0.992 0.980 0.979 0.957 1.000 （7）X=10(滑動變阻器R0=3700，變阻箱R=37000)Y0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 I（A）0.130 0.125 0.120 0.115 0.110 0.105 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 1.000 0.962 0.960 0.958 0.957 0.955 0.952 1.000 1.000 1.000 1.000 【思考與討論】分壓電路和限流電路性能的分析 1. 分壓電路中，要使電壓從0到V0整個范圍均勻變化，取x>1比較合適，因此要選用的滑動變阻器小