制流电路与分压电路.ppt

实验五制流电路与分压电路 实验目的1 掌握制流电路与分压电路的连接方法 性能和特点 2 学习控制电路中变阻器选择的方法 测量电路一般由电源 控制电路和测量电路三部分组成 其中控制电路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 常用的控制电路是制流与分压电路 其控制的元件主要是变阻器和电阻箱 一 制流电路1 调节电压电流范围如图a所示为制流电路图 R为负载 R0为滑动变阻器 改变触点C的位置 即可改变整个回路的电阻 从而改变回路的电流I和电压U R两端电压 在不考虑电源内阻及毫伏表内阻时 则 R0为滑动变阻器的最大阻值 图a 图b 两端电压 式中 而 所以通过R的电流和两端电压的调节范围为或显然 电流和电压的调节范围决定于K值的大小 K越小 调节范围越大 2 调节细调程度对于控制电路 要求电压 或电流 值满足一定的调节范围 还要求比较容易地调到准确的指定值 即要求达到一定的细调程度 负载上的电流和电压是靠滑动变阻器触点的移动来改变的 最小位移是一圈 因此 一圈的电阻 R0的大小就决定了电压和电流的最小改变量 分别对 两式微分得 故 线圈的匝数N R0 R0 由 式可知 当电路的所有元件都确定后 E R R0都一定 I与I2成正比 U与U2成正比 故电流 电压 越大 则细调就越困难 如果负载的电流在最大时能满足细调要求 在小电流时也满足要求 必须使变小 而R0不能太小 否则会影响调节范围 所以只能靠增大线圈匝数N来减小 N也不能太大 否则会使变阻器的体积变大 因此 一般采用二级制流电路来解决这一矛盾 如图b所示 其中R10阻值大 作粗调用 R20阻值较小作细调用 R20一般取 二级制流中 由于 阻值较大 使之具有较大的调节范围 另外R20较小 从而较小 具有较好的细调程度 3 调节的线性度控制电路还应该具有较好的调节线性度 即要求在整个调节范围内尽可能是均匀的 对 式两边微分得 当或时 上式可变为 即电流的变化与X的变化成正比 而与X值 即C的位置 无关 二 分压电路1 调节电压的范围如图C所示 滑动变阻器触点C改变时 负载R上的电压随之改变 则负载R两端电压为 电源内阻不计 上式中令 因 故电压调节范围为 2 调节的细调程度对 式微分得 分三种情况讨论 即 时 略去 式中的K高阶则 又将 式代入则上式与 式一样 说明当时 分压电路与制流电路的细调程度一样 值越小 电压调节越不均匀 时 即 时 略去 式中X则有 上式表明 当变阻器选定后 E R0 N均为定值 故当K 1时为一常数 它表示在整个调节范围内的精细程度处处一样 从调节的均匀度来考虑 K值越大越好 R与R0有相同的数量级 根据 可知 只要K 2 其结果和K 1时相差不大 可粗略的归于K 1这一类 而当K 10 1时 粗略可看着是K 1 即基本与制流电路一样 当10 1 K 2 属于前两者之间的过渡 另外在分压电路中也可采用二级分压 三 选择控制电路应遵循的原则1 当负载电阻较大 调节范围较宽时选分压电路 反之 当负载较小 允许功耗较大 调节范围不太大时应选用制流电路 2 如一级电路达不到要求 则采用二级制流电路或二级分压电路的方法 以满足细调要求 四 实验内容1 制流电路特性研究2 分压电路特性研究3 二级控制电路特性研究4 电路的故障检查 实验指导一 实验操作时的注意事项1 要注意电流表与电压表的连接方法 不能超过电表的量程2 要注意滑动变阻器连入电路中的接线方法 3 为保护电源及电表 在制流电路中 首先要把滑动变阻器要打到最大阻值的位置 在分压电路中 首先要把滑动变阻器打到电压最小的位置4 在选择制流电路或分压电路时 要从调节范围细调的均匀度 细调程度等方面进行考虑 但还要注意电路的功率损耗问题 要从节约能源角度来考虑 布置作业一 分析与思考1 如何从制流与分压特性曲线求出电流值 或电压值 呈线性变化时滑动变阻器的阻值 2 有人说 制流电路的接法是用来控制电路的电流 分压电路是用来