實驗9-分壓電路特性研究

實驗九分壓電路特性研究實驗目的1．了解基本儀器的性能和使用方法；2．掌握分壓兩種電路的聯(lián)結方法、性能和特點，學習檢查電路故障的一般方法；3．熟悉電磁學實驗的操作規(guī)程和安全知識。實驗儀器伏特計，直流電源，滑線變阻器，電阻箱，開關，導線。實驗原理電路可以千變萬化，但一個電路一般可以分為電源、控制和測量三個部分。測量電路是先根據(jù)實驗要求而確定好的，例如要校準某一電壓表，需選一標準的電壓表和它并聯(lián)，這就是測量線路，它可等效于一個負載，這個負載可能是容性的、感性的或簡單的電阻，以表示其負載。根據(jù)測量的要求，負載的電流值和電壓值在一定的范圍內變化，這就要求有一個合適的電源?？刂齐娐返娜蝿站褪强刂曝撦d的電流和電壓，使其數(shù)值和范圍達到預定的要求。常用的是制流電路或分壓電路。控制元件主要使用滑線變阻器或電阻箱。1.分壓電路(1)調節(jié)范圍分壓電路如圖3-4所示，滑線變阻器兩個固定端、與電源相接，負載圖3-4分壓電路圖接滑動端和固定端(或)上，當滑動頭由端滑至端，負載上電壓由0變至，調節(jié)的范圍與變阻器的阻值無關。(2)分壓特性曲線當滑動頭在任一位置時，兩端的分壓值為(3-4)式中，，由實驗可得不同值的分壓特性曲線，如圖3-5所示從曲線可以清楚看出分壓電路有如下幾個特點：①不論的大小，負載的電壓調節(jié)范圍均可從0→；②越小電壓調節(jié)越不均勻；③越大電壓調節(jié)越均勻，因此要電壓在0到整個范圍內均勻變化，則取比較合適，實際那條線可近似作為直線，故取即可認為電壓調節(jié)已達到一般均勻的要求了。圖3-5分壓特性曲線(3)細調程度當K<<l時(即<<)，略去式(1.6-4)分母項中的，近似有經(jīng)微分可得，最小的分壓量即滑動頭改變一圈位置所改變的電壓量，所以(3-5)式中為變阻器總圈數(shù)，越小調節(jié)越不均勻。當時(即>>)，略去式(3-4)中的近似有對上式微分得，細調最小的分壓值莫過于一圈對應的分壓值，所以(3-6)從上式可知，當變阻器選定后、、均為定值，故當時為一個常數(shù)，它表示在整個調節(jié)范圍內調節(jié)的精細程度處處一樣。從調節(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。與此同時應注意流過變阻器的總電流不能超過它的額定值。若一般分壓不能達到細調要求可以如圖3-6將兩個電阻和串聯(lián)進行分壓，其中大電阻用作粗調，小電阻用于細調。圖3-6二段分壓電路圖【實驗內容】1．分壓電路特性的研究按圖3-4電路進行實驗，用電阻箱當負載，取確定值，參照變阻器的額定電流和的容許電流，確定電源電壓之值。要注意如圖3-7所示，變阻器段的電流是和之和，確定值時，特別要注意段的電流是否大于額定電流。移動變阻器滑動頭，使加到負載上的電壓從最小變到最大，在此過程中，測量11次電壓值及點在標尺上的位置，用為橫坐標，為縱坐標作圖。圖3-7分壓電路圖取K=1、0.5重復上述測量并繪圖。數(shù)據(jù)處理1．分壓電路特性研究測量次數(shù)物理量1234567891011K=2，RZ=Ω，U(V)K=1，RZ=Ω，U(V)K=0.5，RZ=Ω，U(V)表一分壓電路的測量表格當和K=1、0.5時分別以(即)為橫