电学实验基础知识预习报告

物理实验预习报告
————制流电路、分压电路和电学实验基础知识
计科1204 吕勇良
2012011202
【实验目的】
1. 了解电学实验的要求、操作流程和安全知识；
2. 学习电学实验中常用一区的使用方法；
3. 学习连接电路的一般方法，学习用变阻器连成制流电路和分压电路的方法。

【实验仪器】
电流表、电压表、电阻箱、滑线变阻器、稳压电源、开关、导线 【实验原理】
电路可以千变万化，但一个电路一般可以分为电源、控制和测量三个部分。

测量电路是先根据实验要求而确定好的，例如要校准某一电压表，需选一个标准的电压表和它关联，这就是测量线路，它可以等效于一个负载，这上负载可能是容性的、感性的或简单的电阻，以R Z 表示其负载.根据测量的要求，负载电流值I 和电压U 在一定的范围内变化，这就要求有一个合适的电源。

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。

控制元件主要使用变阻器或电阻箱。

1.制流电路
电路如图2所示，图中E 为直流电源;R 0为变阻器，A 为电流表,R Z 为负载, K 为电源开关。

它是将变阻器的滑动头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R AC ，从而改变整个电路的电流I 。

图2制流电路图
AC
Z R R E
I +=
(1)
当C 滑至A 点R AC ＝0 ，Z
R E
I =
max ,负载处 E U =max ； 当C 滑到B 点R AC ＝错误！未找到引用源。

0 , 0min R R E
I Z +=
, Z Z R R R E U 0
min +=
电压调节范围：
E R R R Z
Z
+0
E
A
K
A
B
C R Z
E
R 0
相应的电流变化为：
Z
R R E +0
Z R E
一般情况下负载R Z 中的电流为
X K K I R R R R R E R R E
I AC Z AC
Z +=+=+=
max 0
00 (2) 式中 0R R K Z
=
， 0
R R X AC = 。

图3表示不同K 值的制流特性曲线。

图3 制流特性曲线
2.分压电路
分压电路如图4所示，变阻器两个固定端A 、B 与电源E 相接，负载错误！未找到引用源。

z 接变阻器滑动端
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
X
R R E R K U BC Z AC +⋅⋅= K A B C
R Z
E
R 0
图4分压电路 V ()3
式中，0
00,,R R
X R R K R R R AC Z BC AC ==
+= 由实验可得不同K 值的分压特性曲线，如图5所示。

图5分压特性曲线
【实验内容及要求】
1.制流电路特性的研究
根据 0/R R K Z = 选择不同的R Z (R 1或R 2)和不同的R 0, 如图2连接电路（注意电源电压及Z R 取值，AC R 取最大值），复查一次电路无误后，闭合电源开关K,如果发现电流过大要立即切断电源！
旋动电位器,在电流从最小到最大的过程中，测量8—10次电流值及相应的R 0阻值(用数字万用表测量), 以X 为横坐标，电流I 为纵坐标作图。

注意，电流最大时R 0为测量的零点。

由曲线分析制流电路特点。

2. 分压电路特性的研究
按图3电路进行实验，根据 0/R R K Z = 选择不同的Z R (1R 或2R )和不同的0R ,R 为保护电阻(可以是R 1或R 2)。

要注意变阻器BC 段的电流是Z I 和CA I 之和，确定E 值时，特别注意BC 段的电流是否大于额定电流。

旋动电位器，使加到负载Z R 上的电压从最小变到最大。

在此过程中，测量8—10次电压值U 及相应的R 0阻值(用数字万用表测量), 以X 为横坐标，U 为纵坐标作图。

由曲线分析分压电路特点。

【实验数据表格】 滑线变阻器的制流作用
X L 0.9L 0.8L 0.7L 0.6L 0.5L 0.4L 0.3L 0.2L 0.1L 0 I/mA
作图（横坐标表示X ，纵坐标表示I ，做制流特性曲线）
滑线变阻器的分压作用
X 0 0.1L 0.2L 0.3L 0.4L 0.5L 0.6L 0.7L 0.8L 0.9L L I
作图（横坐标表示X，纵坐标表示U，做分压特性曲线U AC）。