《制流电路与分压电路ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制流电路与分压电路ppt课件.ppt（33页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、电磁学实验,制流电路与分压电路,一个电路可以分为电源、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，根据测量的要求，负载的电流值I和电压值U在一定范围内变化。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和分压电路。控制元件主要使用滑线变阻器或电阻箱. 。,实验简介,1、了解基本仪器的性能和使用方法；2、掌握制流电路与分压两种电路的连接方法、性能和特点；3、熟悉电磁学实验的操作规程和安全知识。,实 验 目 的,图 1,图 2,图 3,图 1,图 2,零点调整螺丝,标度盘,通电线圈在磁场中受力后发生偏转，电磁感应定律,磁电式电表的工作原理,图 4,
2、MI电磁驱动力矩，MD弹性扭转力矩，通电指针静止时， MI+ MD=0,与I成正比，所以电表刻度是均匀的,图 5,1.直流电压表 直流电压表是用来测量直流电路中两点之间电压的。根据电压大小的不同，可分为毫伏表（mV）和伏特表（V）等。电压表是将表头串联一个适当大的降压电阻而构成的，如图6所示，它的主要规格是：1）量程：即指针偏转满度时的电压值。例如伏特表量程为07.5V15V30V，第一个量程在加上7.5伏电压时偏转满度，第二、三个量程在加上15伏、30伏电压时偏转满度。2）内阻：即电表两端的电阻，同一伏特表不同量程内阻不同。例如07.5V15V30V伏特表，它的三个量程内阻分别为1500，3
3、000，6000，但因为各量程的每伏欧姆数都是200V，所以伏特表内阻一般用V统一表示，可用下式计算某量程的内阻。,内阻量程每伏欧姆数,2.直流电流表 直流电流表是用来测量直流电路中的电流的。根据电流大小的不同，可分为安培表（A）、毫安表（mA）和微安表（A），电流表是在表头的两端并联一个适当的分流电阻而构成的，如图7所示。它的主要规格是：1）量程：即指针偏转满度时的电流值，安培表和毫安表一般都是多量程的。2）内阻：一般安培表的内阻在0.1以下。毫安表、微安表的内阻可从100200到10002000。3使用直流电流表和电压表应注意1）电表的连接及正负极：直流电流表应串联在待测电路中，并且必须使
4、电流从电流表的“”极流入，从“”极流出。直流电压表应并联在待测电路中，并应使电压表的“”极接高电位端，“”极接低电位端。,2）电表的零点调节：使用电表之前，应先检查电表的指针是否指零，如不指零，应小心调节电表面板上的零点调节螺丝，使指针指零 。3）电表的量程：实验时应根据被测电流或电压的大小，选择合适的量程。如果量程选得太大，则指针偏转太小，会使测量误差太大。量程选得太小，则过大的电流或电压会使电表损坏。在不知道测量值范围的情况下，应先试用最大量程，根据指针偏转的情况再改用合适的量程。 。4）视差问题：读数时应使视线垂直于电表的刻度盘，以免产生视差。级别较高的电表，在刻度线旁边装有平面反射镜。
5、读数时，应使指针和它在平面镜中的象相重合。 。,4.电表误差1）测量误差:电表测量产生的误差主要有两类：仪器误差：由于电表结构和制作上的不完善所引起，例如轴承摩擦，分度不准，刻度尺划的不精密，游丝的变质等原因的影响，使得电表的指示与其值有误差。附加误差：这是由于外界因素的变动对仪表读数产生影响而造成的。外界因素指的是温度、电场、磁场等。 当电表在正常情况下（符合仪表说明书上所要求的工作条件）运用时，不会有附加误差，因而测量误差可只考虑仪器误差。 。,2）电表的测量误差与电表等级的关系 各种电表根据仪器误差的大小共分为七个等级，即0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0。根据仪表的
6、级数可以确定电表的仪器误差。 。,磁电式电表（V、I）: 作为仪器误差。式中 为电表的级别，Xmax 为电表的上限（选择用测量档的量程）。例2： 一个0.5级，3V量程的电压表，测量值分别为2.8V、2.0V时，测量的电表的仪器误差和相对误差分别是多少？ 解：其由仪器精度限制引起的仪器误差仪为：,5.电表符号,直流多值电阻箱,图1（a）,六旋钮电阻箱,待测电阻值=？,图1（b）,图1（b）待测电阻值=？如若图1（b）接“0”和“0.9 ” ，待测电阻值=？,电阻箱的规格是：1）总电阻：即最大电阻，如图1所示的电阻箱总电阻为99999.9。 。2）额定功率：指电阻箱每个电阻的功率额定值，一般电阻
7、箱的额定功率为0.25W，可以由它计算额定电流，例如用100档的电阻时，允许的电流为 。,3）电阻箱的等级：电阻箱根据其误差的大小分为若干个准确等级，一般分为0.02，0.05，0.1，0.2等，它表示电阻值相对误差的百分数。例如0.1级，当电阻为87654.3时，其误差为87654.30.187.7。即误差公式为RX=RX%(电表级别）。 。,如使用电阻小于10时，可选09.9两接线柱，这种接法可避免电阻箱其余部分的接触电阻对使用的影响，不同级别的电阻箱，规定允许的接触电阻标准亦不同。例如0.1级规定每个旋钮的接触电阻不得大于0.002，在电阻较大时，它带来的误差微不足道，但在电阻值较小时，
8、这部分误差却很可观。 。 例如：当电阻小于10时，用0和9.9接头可使电流只经过1、0.1这两个旋钮，即把接触电阻限制在20.0020.004以下；当电阻小于1时，用0和0.9接头可使电流只经过0.1这个旋钮，接触电阻就小于0.002，如用0和9.9接头，则接触电阻就为20.0020.004。标称误差和接触电阻误差之和就是电阻箱的误 差。,滑线变阻器实物图,滑线变阻器电路图,以上是滑线变阻器作为电路中限流的三种接法。,滑线变阻器在电路中起分压作用,1.制流电路：,制流电路,电流：,实验原理,制流电路特性曲线图,当C滑至A点RAC=0 ， 负载处Umax=E；,当C滑至B点RAC=R0，,，,电
9、压调节范围：,相应电流变化范围：,负载RZ中的电流为：,制流电路的特点：,因为,对RAC微分有,N为变阻器总圈数。当要求Imin变化更小时，如若R0不变则变阻器线圈变粗，N变太大，体积大。此时，可用二级制流电路,式中,分压电路,1.不管R0大小，电压调节范围 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；取K=2,就可认为调节已达均匀；,分压电路的特点,分压电路,当 K1时(即RZR0),对上式微分得,滑动头改变一圈位置所改变的最小电压量。当滑动一圈仍然不能满足最小需求，可以采用二级分压电路。,分压电路实物连接图,分压电路与直流电路的差别与选择,使用同一变阻器，分压电路消
10、耗的电能比直流电路要大。反之，当负载电阻较小，功耗较大，调节范围不大的情况下，则选择直流电路，如若一级电路达不到细条要求，可以采用二级制流或分压电路。,二级分压电路,二级制流电路,一.制流电路：1.按图1，要求K=0.1和1，取R0 =1100，根据 RZ的最大允许电流，确定电源电压E？2.移动变阻器滑头端C，由B端逐渐移到A端,观察电流表的变化，微调电源电压，使得C端移动到A端时，电流表满程（即R0=0）。3.将滑动端C,由A端逐渐向B移动，每移动全长的1/5记录一次电流的值。,实 验内容 步 骤,二.分压电路：1.按图2，要求K=0.1和1，取R0 =1100，取电源电压E=10V；2.
11、变阻器滑头端C，由A端逐渐移到B端,观察电压表的变化，微调电源电压，使得C端移动到B端时，电压表满程（即R0=RZ）。3.将滑动端C,由B端逐渐向A移动，每移动全长的1/5记录一次电压的值。,为了获得均匀调节的输出分压，滑线变阻器的规格将如何选择？,二级制流和二级分压，必须接线演示，可不记录数据！,E=1V K= 0.1 ，R0 = 1100 滑动端位置(Rac/Rab=L/L0) RZ= 电流表的量程 10mA 电表级别,以L/L0为横坐标，电流I为纵坐标作图；取K= 1， R0 = 1100 ，E=11V,电流表量程10mA,重复上述步骤，表格自拟）；两幅图作在同一个坐标下，进行对比。根据
12、所用电流表的准确度级别，求出仪器误差仪，并写出测量结果的表达式，I2/5测= mA 。,制流电路的数据记录表一,滑线变阻器有效长度L=？,E=11V K= 1 ，R0 = 1100 滑动端位置(Rac/Rab=L/L0) RZ=110 电流表的量程 10mA 电表级别,滑线变阻器有效长度L=？,制流电路的数据记录表二,U=10V K= 0.1 ，R0 = 1100 滑动端位置(Rac/Rab=L/L0) 电压表的量程 10V 电表级别,以L/L0为横坐标，电压U为纵坐标作图；取K= 1， R0 = 1100 ，电压表的量程10V,重复上述步骤，表格自拟）；两幅图作在同一个坐标下，进行对比。根据
13、所用电压表的准确度级别，求出仪器误差仪，并写出测量结果的表达式，U2/5测= V 。,分压电路的数据记录表一,U=10V K= 1 ，R0 = 1100 滑动端位置(Rac/Rab=L/L0) 电压表的量程 10V 电表级别,分压电路的数据记录表二,以L/L0为横坐标，电压U为纵坐标作图；根据所用电流表的准确度级别，求出仪器误差仪，并写出测量结果的表达式，I2/5测= V。,1.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,经老师检查后，方可接通开关)； ； 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.使用电表前，注意调零。读数时，要三线重合。,注意事项：,思考题,ZX21型电阻箱的示值为9536.5，试计算它允许的基本误差，它的额定电流值，若示值改为0.8，试计算它的允许基本误差？从制流和分压特性曲线求出电流值（或电压值）近似为线性变化时，滑线电阻的阻值。,
