分压与限流的研究实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ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：211R R R RR R ++=总 (1) 根据欧姆定律得电路中总电流为:211R 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：2121111)(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：210101R RR R R ERR U -+=(４）设0R R X =1R RY = （5） 联立(４）、（5）,消去R ，1R ,可得：2Y Y X XYEU -+=（6）所以:2Y Y X XYE 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:REI =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：1R R EI +=(9） 联立式（5)、（8)、(９),消去E ，R ，1R ，并化简整理可得：YX XI 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（０～３700Ω)、变阻箱R （０RR 2 R 1 R 0 a bA~9999９Ω）、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（1）X＝０.01 （滑动变阻器Ｒ=37０0Ω，变阻箱R=37Ω)Ｙ0.000 ０.1０0 0.200 0.300 0.400 0.500 0.6０0 ０.700 0.80０0.900 1.000U(v）0.０００0．０１0 0．0２6 ０．030 0.044 0.０5００.０70 0.１00 ０.22２２．9２６ 3.000U/E 0.0０0 0.003 ０.００９０.01００.０15 0．01７０.023 0．03３0.074 0．９７5 1．000（2）X＝0．1(滑动变阻器R＝３７０0Ω,变阻箱Ｒ=370Ω)Ｙ0.00００．100 ０.2０0 0.300 0.４00 0.50００.６00 0.700 0.８00 0.90０ 1.０00U（v）０.0０0 0.020 0．110 0．144 0．182 ０.246 0.312 0.４５0 0.７９82.9343.０00Ｕ／Ｅ0.０00 ０.007 0．037 0．０48 0.０61 0.082 0.10４０.150 ０．266 0.９78 １.00０（3）X=0．5（滑动变阻器R０＝3700Ω,变阻箱Ｒ＝1850Ω)Ｙ0．000 0.１０0 0.200 0．300 ０．400 ０.５00 0．60０0.7０0 ０.80０0.900 1.０00Ｕ(v）0.０0０0．0５0 0．1５2 0．21８０.554 0．750 1.000 １．３00 1.852 2.９46 ３．000U/E 0.00００.０17 0．051 0.07３0．1８5 ０.250 ０.333 ０．４33 ０.617 ０.982 1.0０0（4）Ｘ=１（滑动变阻器R０=370０Ω，变阻箱Ｒ=３700Ω)Y 0.000 0.100 0.200 0．３00 0.400 0．50０0.60０0.７00 0.８00 0．９００ 1.000 U(v）0.0００0.052 0.３04 ０.502 0．652 0.800 1.１24 1.４06 1.924 2.95８3．000U／Ｅ0.000 0.017 0．10１０.16７0.２１７0．267 0．3７5 ０.４6９0.64１0.98６ 1.００（5）X=2(滑动变阻器R=3700Ω，变阻箱Ｒ=7４0０Ω)Ｙ0.0０0 0.100 0．2００0.300 0.4０0 0.500 0．6０００.７00 0.800 ０．900 1.0０0 U（ｖ）0.000 0.025 ０.326 0.5２6 0.708 ０．8５6 1．１00 1.456 1.954 ２．9６0 3.000 Ｕ／E 0.000 0．008 0.1０９0.１75 0.２36 ０.２8５０．3６7 0.４85 ０.651 ０．9８7 1.０00（6）X＝4（滑动变阻器R０=3７00Ω,变阻箱Ｒ=１4８０0Ω）Ｙ０.０00 0.100 0.2０0 0.30０0.４0０0.5０0 0.600 0.700 ０.800 0．900 1.００U(v）0.000 0.052 ０.３5２0.５54 0.752 0．9５6 1.224 1.636 ２．152 2.972 ３.0０0.991 1．0０0 U/E 0.000 ０.017 ０.11７0.1８5 ０.2５１0．319 0.４０8 0.５４5 ０.71７=3700Ω，变阻箱R＝3７000Ω）（7）Ｘ=10（滑动变阻器Ｒ０.100 0.200 0.30０0.400 0.500 0.600 0．７0０0．８00 ０.９０0 1.0０0 Y 0.0００U(v) 0.000 0．0５4 0.３3２0.5５4 ０.7０2 0.9４6 1．２00 1.5６６ 2.0５2 2．9６８ 3.00０U/E ０.000 ０.018 0.１1１0．185 0．234 0．31５0.40０0．522 0．684 0．9８９ 1.000 U与Y的关系作图，如下所示：E二、限流电路的研究Ｅ=4.0V＝３700Ω,变阻箱R=37Ω)（1）X=0.01 （滑动变阻器R０0.300 0.400 0．5０0 0．６00 0.70０0．800 0.900 1.0０0 Ｙ0.00０0．1０0 0.２０I(mA）103.00５0.50０ 6.8０0 4.000 2．6０0 ２.000 1.620 １.4０ 1.2０0 0．920 1.００0 0 0１.0００0.４90 ０．０６６0.0７9 0.382 0.5０0 ０.６２30．700 0.７41 0.６57 ０．83３(2)X=0.1 (滑动变阻器R０=３７00Ω，变阻箱Ｒ=3７0Ω)Y 0.0０0 0.1００0.2００0.300 ０.４000．500 0.６00 0．70０0．80０0.9０0 1.000Ｉ(ｍA) 1０．800９．25０４.４003．0０0 2.200 1.800 1.６00 1．200 1．１50 0.880 1.０00１.０000．856 0.476 0.682 0.73３0.８1８０.88９0．７50 ０．9５８０.76５1.136(3）X=0.5 (滑动变阻器R０＝3700Ω，变阻箱Ｒ=1850Ω)Y 0．0０００.100 ０.２0０0.300 ０．４00０.５000．６０0.700 ０.8００．900 1.000Ｉ（A）２.155 2.100 1.652 1.4２5 1.２05 1．０5００.9５0．85００.80０0.６80 0.7001.000 0.974 0.7８7 ０.86３0.84６0.871 ０.9０5０.895 0.9４1 ０.850 1．029（４)Ｘ＝１（滑动变阻器R=3７０0Ω，变阻箱Ｒ=３700Ω）Ｙ0.０００0.100 0.200 0.３0０0.４0０0.500 0.６00 ０.7０0．800 0.９00 1．000I(A） 1.100 １.0５０0.95０0.850 ０.８0０0.70００.6５90.625 0．599 0.５00 0．５50１.000 0.９55 ０.905 0．８9５0.941 ０.８750.9４1 0.９48 0.958 0．835 1.100（５)X=2(滑动变阻器R=３700Ω，变阻箱Ｒ=７400Ω)Y 0．０0０0.10０0.200 ０.3０0．400 0.500 0.600 0.700 ０.800 0．900 1．０0０I（A) 0.５80 ０.５５0 0．５00 0.455 ０.４50 0.425 0.40０0.３59 0.３55 ０.３5００．３501.００0 0.９4８0．9０9 0.910 0.9８9 0.944 ０.94１0.89８0．989 0．９8６1.０00（６)X=4 （滑动变阻器Ｒ=3７00Ω,变阻箱R＝148００Ω)Y 0.０００．1００ 0.200 0.300 0．400 0.５00 ０.600 0.7０0 0.800 0．900 １.000I（Ａ) 0.265 0.260 0.２55 ０.２５0 0.249 ０.２470.245 0.240 0．235 0．２２５0.2251.0０0 ０．981 0．981 ０．98００.996 ０.9９２0．99２０.98０0.９79 0.957 １.００0（７)Ｘ=１0(滑动变阻器R=3700Ω,变阻箱Ｒ=３700０Ω)Ｙ0．000 0.1０0 0.２00 0.30０0.４0０0.500 0.６００.700 0.80０0.9０0 1．00０I（Ａ) ０.１30 0.１2５0.120 0.115 ０.1１0.105 ０.10０0.10０0.１00 0.10０0.1００1．0０0 0.962 0.９60 0.95８0.９５７0.9５５0.952 1.0０0 1.0０0 １.000 1．００【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。