实验 制流电路与分压电路
实验目的
1、学习电磁学实验中常用的基本仪器的规格和使用方法；
2、学习连接电路的一般方法，学习用变阻器连接制流电路和分压电路的方法；
3、学习检查电路的一般方法；
4、熟悉电磁学实验的操作规程和安全知识。
教学难点 重点
滑线变组器控制电路控制效果的研究。
实验仪器
电流表（0 ~ 7.5、150、300mA.0.5级） ，电压表 （0 ~7.5:0~ 3, 0 ~15V, 0.5级），万用电表（MF30型），滑线变阻器 (240Ω,0.3A)，电阻箱（ ZX21型），直流电源（NF17系列）， 导线9根左右。
实验内容
（1）认识电表表盘下侧的符号及数字的意义，计算电表的最大引用误差
（2）学会计算电阻箱的最大允许电流和允许基本误差
（3）学会用万用电表检查滑线变阻器的规格和好坏
（4）制流电路控制特性的研究
（5）分压电路控制特性的研究
实验原理
一个电路一般可以分为电源、控制和测量三个部分。控制电路的任务就是控制负载的电流和电压 ，控制元件主要使用滑线变阻器和电阻箱。其中变阻器控制电路根据变阻器和负载的连接方式分为制流电路和分压电路。从控制效果来看，主要考虑控制负载上的电流、电压的调节范围，主控变量（电流或电压）与变阻器接入电路中的电阻的线性程度及调节的精细程度等。
变阻器控制电路应满足以下要求：
（1）调节范围合适；
（2）调节粗细程度合适；
（3）调节线性较好；此外，还需要考虑调节过程的安全性，以及经济 省仪器，耗电少。
1、制流电路
电路如图１所示，图中E为直流电源；R0为变阻器，A为电流表，RZ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，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，变整个电路的电流I。
（1）
当C滑至A点RAC＝0 ，
,负载处Umax=E；
图１制流电路图 图２制流电路特性曲线
当C滑到B点RAC＝R0 , 
, 
电压调节范围：
E
相应的电流变化为： 
一般情况下负载RZ中的电流为
(2)
(2)
式中 
,
。
图２表示不同K值的制流特性曲线。从曲线可以清楚地看到
制流电路有以下几个特点：
（1） K越大电流调节范围越小；
（2） K≥1时调节的线性较好；
（3） K较小时（即R0>>Rz），X接近0时电流变化很大，细调程度较差；
（4） 不论R0大小如何，负载Rz上通过的电流都不可能为零。
细调范围的确定:制流电路的电流是靠变阻器滑动端位置移动来改变的，最少位移动是一圈，因此一圈电阻△R0的大小就决定了电流的最小改变量。
2.分压电路
分压电路如图３所示，变阻器两个固定端A、B与电源E相接，负载Rz接变阻器滑动端
图３分压电路
图４分压电路特性曲线
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
（3）
式中，
由实验可得不同K值的分压特性曲线，如图４所示。从曲线可以清楚看出
分压电路有以下特点：
（1）不论R0的大小，负载Rz的电压调节范围均可以从0---E；
（2）K越小电压调节越不均匀；
（3）K越大电压调节越均匀，因此要电压U在0到Umax整个范围内均匀变化，则取K＞1比较合适，实际K=2那条曲线可近似作为直线，故取R0≤RZ/2即可认为电压调节已达到一般均匀的要求了。
３、制流电路与分压电路的差别与选择
(1) 调节范围 分压电路的电压调节范围大，可以从0―E；而制流电路电压调节范围较小，只能从―E。
（2）细调程度 当
（即Ｋ≥2）时，两种电路均能在其相应的整个调节范围内调节基本均匀；但制流电路可调范围小，且负载上的电压值小时才能调得较精细，而负载上的电压值大时调节变得很粗。
(3)在功率损耗方面，使用同一变阻器在分压电路消耗电能比制流电路要大。
电路形式的选择
基于以上的差别，当负载电阻RZ较大，调节范围较宽时选分压电路；反之，当负载电阻RZ较小，功耗较大，调节范围不太大的情况下则选用制流电路。若一级电路不能达到细调的要求，则可采用二级制流（或二段分压）的方法以满足细调要求。
实验步骤：
1,仔细观察电表，记下刻度盘下侧符号和数字,说明其意义和所用电表的最大误差.
2,记录电阻箱级别，根据不同档位确定它的最大容许电流.
3,制流电路特性的研究：
ａ、按照图1进行实验，用电阻箱作为负载电阻RZ，滑线变阻器作为Ｒ０连接好实验电路；取K=0.1，确定RZ值并根据所用的电阻箱容许电流值ＩＺ０以及实验室提供的电流表的量程中，按Ｉｍ≤ＩＺ０的原则确定出电流表的量程值Ｉｍ；检验Ｒ０的额定电流值是否满足大于Ｉｍ的条件；估算电源电压Ｅ应取的数值（E＝ＩｍRZ估算）。
ｂ、检查电路无误后，使ＲＡＣ＝Ｒ０，接通电源并使Ｅ等于上述的估算值。然后调节滑动变阻器的阻值，观察各仪表仪器的反应是否正常。
ｃ、移动变阻器的滑动头C，在电流从最小到最大的过程中，测量11次电流Ｉ以及相应C在标尺上的位置L，并记录下变阻器绕线部分的长度L０；以L/L0为横坐标，电流Ｉ为纵坐标作制流电路特性图.
ｄ、取K=1重复上述步骤。
注意：电流最大时Ｃ的标尺读数为测量L的零点。
4,分压电路的特性研究：
ａ、按照图3电路连线，用电阻箱作为负载电阻RZ，滑线变阻器作为Ｒ０连接好实验电路；取K=2，确定出RZ值并根据所用的电阻箱容许电流值ＩＺ０以及滑线变阻器额定电流值Ｉ０，按Ｅ<ＩｍRZ取的原则确定出电源电压Ｅ应取的数值。
ｂ、移动变阻器的滑动头C，使加在负载RZ上的电压从最小到最大的过程中，测量11次电压U及相应C在标尺上的位置L，并记录下变阻器绕线部分的长度L０；以L/L0为横坐标，电压U为纵坐标作分压电路特性图。
ｄ、取K=10重复上述步骤.
实验注意事项：
1、实验过程中一定要严格按照电磁学实验操作规程进行实验 (接好电路要仔细核查电路)；
2、实验过程中要注意电源电压的选择，是否会有电流超过了最大容许电流等；
3、实验过程中为减小误差,注意不同K值量程不同.
数据记录：
1、制流电路：
K=0.1; R=24Ω。
K=1; R=240Ω;
2、分压电路：
K=2; R=480Ω。
K=10; R=2400Ω。
思考题：
１、 ＺＸ21型电阻箱的示值为3658.5Ω时，计算允许通过电阻箱的最大电流有多大？计算各档允许通过的最大电流。计算该取值时电阻箱的仪器误差限。
第二篇：制流与分压电路实验答案
XU(K=2)0.10.320.21.130.31.840.42.540.53.260.63.860.74.720.85.580.96.681.07.32U(K=0.1)0.040.100.120.140.180.220.340.420.941.30
