分压与限流的研究实验报告

分压与限流的研究实验报告

【实验目的】

1．熟悉分压电路和限流电流，并比较分压电路和限流电路的性能； 2．研究滑线变阻器的有关参数； 【实验原理】

（1）

1.分压电路

如图（1）所示，滑动触头P 从a 移动到b ，电阻箱的电阻为R ，由于调解滑动变阻器，电路中总电阻发生变化，使电阻箱R 的电压也发生变化，即电压表的示数有变化，设电路的电源电动势为E ，忽略电源的内阻，由欧姆定律可得出变阻器两端的电压的计算公式，推导过程如下：

电路中总电阻为：

21

1

R R R RR R ++=

总 （1） 根据欧姆定律得电路中总电流为：

2

1

1R R R RR E R E I ++==

总

（2） 所以在此根据欧姆定律得出电阻箱的电压为：

2

1211

11)(R R R R R ERR R R RR I U ++=+⋅

= （3） 又因为滑动变阻器的最大电阻为210R R R += 带入（3）式，并化简可得：

2

10101

R RR R R ERR U -+=

（4）

设0R R X =

1R R

Y = （5） 联立（4）、（5），消去R ，1R ，可得：

2

Y

Y X XYE

U -+=

（6） 所以：

2

Y

Y X XY

E U -+= （7） 由式（7）可知，当X 一定时，E U 与Y 值存在一定的函数关系，可以多测几组数据，得出函数图像，分析分压电路的性能。 2. 限流电路

如图2所示，滑动触头P 移动到a ，负载电阻R 上的电压最大，为电源电压E ，相应的电流此时也是最大的，由欧姆定律可得此时电路中的最大电流为：

R

E

I =max （8）

在滑动触头不在a 或者b 位置时，电路中的电流大小为：

1

R R E

I +=

（9） 联立式（5）、（8）、（9），消去E ，R ，1R ,并化简整理可得：

Y

X X

I I +=

max

（10） 由（10）式可得：当X 一定时，max I I 与Y 值存在一定的函数关系，同样，多测几组数据，画出两者的函数图象，分析限流电路的性能。

图2

【实验仪器】

稳压电源、电流表、电压表、滑动变阻器R

（0~3700Ω）、变阻箱R（0~99999

Ω）、开关、导线

【实验步骤】

一、分压电路性能的研究

1.找到所用的实验器材，并检查是否损坏；

2.按图（1）所示电路图连接好电路，打开稳压电源开关，并调节使电源电压E 为3V；

3.选择不同的X值，并根据不同的X值选择好变阻箱的阻值，然后设计实验数据表格1，以便记录数据；

4.拨动滑动变阻器的滑动触头P，分别置于不同的位置，从而确定好Y值；

5.读取并记录每次位置的电压值；

6.实验结束后，将不用到的仪器归回原位置。

二、限流电路性能的研究

1.按图（1）所示电路图连接好电路，打开稳压电源开关，并调节使电源电压E 为4V；

2.选择不同的X值，并根据不同的X值选择好变阻箱的阻值，然后设计实验数据表格2，以便记录数据；

3.拨动滑动变阻器的滑动触头P，分别置于不同的位置，从而确定好Y值；

4.读取并记录每次位置的电流值；

5.实验结束后，将不用到的仪器归回原位置。

五实验数据及处理

一、分压电路性能的研究

E=3V，电压表的量程为0~3V

=3700Ω，变阻箱R=37Ω) （1）X=0.01 (滑动变阻器R

=3700Ω，变阻箱R=370Ω) （2）X=0.1（滑动变阻器R

=3700Ω，变阻箱R=1850Ω) （3）X=0.5（滑动变阻器R

=3700Ω，变阻箱R=3700Ω) （4）X=1（滑动变阻器R

（5）X=2（滑动变阻器R

=3700Ω，变阻箱R=7400Ω)

=3700Ω，变阻箱R=14800Ω) （6）X=4（滑动变阻器R

=3700Ω，变阻箱R=37000Ω) （7）X=10（滑动变阻器R

U与Y的关系作图,如下所示：

E

二、限流电路的研究

E=4.0V

（1）X=0.01 (滑动变阻器R

=3700Ω，变阻箱R=37Ω)

Y 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000

I（mA）103.00

0 50.500 6.800 4.000 2.600 2.000 1.620 1.400 1.200 0.920 1.000

=3700Ω，变阻箱R=370Ω) (2)X=0.1 (滑动变阻器R

（3）X=0.5 (滑动变阻器R

=3700Ω，变阻箱R=1850Ω)

（4）X=1(滑动变阻器R

=3700Ω，变阻箱R=3700Ω)

（5）X=2(滑动变阻器R

=3700Ω，变阻箱R=7400Ω)

=3700Ω，变阻箱R=14800Ω) （6）X=4 (滑动变阻器R

（7）X=10(滑动变阻器R

=3700Ω，变阻箱R=37000Ω)

【思考与讨论】

分压电路和限流电路性能的分析

整个范围均匀变化，取x>1比较合适，

1. 分压电路中，要使电压从0到V

因此要选用的滑动变阻器小于负载电阻R；

2. 做分压器用的变阻器的额定电流，应以总电流的最大值来考虑。

3. 限流电路中，负载电阻R上通过的电流不可能为零（因为电压也不可能为零）；

<

2. 限流电路中X愈大，即R

3. 限流电路中，当X≥1时，调节线性度较好，电流调节范围适中；

〉〉R时，电流调节范围很大，但是线性度很

4. 限流电路中当X很小，即R

差。

5.在限流电路中图象不规律，分析可能是跟电流表量程选择有关，在读取示数时，导致了较大的误差。