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大学物理实验报告----------制流电路、分压电路和电学实验基础知识姓名：_______柳天一__________学号：______2012011201 _______实验组号：____3______________班级：______计科1204_________日期：______2013.3.23__________实验报告【实验名称】制流电路、分压电路和电学实验基础知识【实验目的】1、了解电学实验的要求、操作规程和安全知识。
2、学习电学实验中常用仪器的使用方法。
3、学习连接电路的一般方法，学习用变阻器连成制流电路和分压电 路的方法。
【实验原理】制流电路的特性：制流电路如图3所示，图中E 为直流（或交流）电源；R 1为滑线变阻器，A 为电流表；R 2为负载（本实验采用电阻）；K 为电源开关。
它是将滑线变阻器的滑动头C 和任一固定端（如A 端）串联在电路中，作为一个可变电阻，移动滑动头的位置可以连续改变AC 之间的电阻R AC ，从而改变整个电路的电流I。
（a ） （b ）1.分压电路的特性：分压电路如图4所示，图中E 为直流（或交流）电源，滑线变阻器两个固定端A 、B 与电源E 相接，负载R 2接滑动端C 和固定端A （或B ）上，当滑动头C 由A 端滑至B 端，负载上电压由0变至E，调节的范围与变阻器的阻值无关。
（a ）（b ）2.制流电路与分压电路的选择： 图3 制流电路图4 分压电路(1) 调节范围分压电路的电压调节范围大，可从E →0；而制流电路电压调节范围小，只能从 E E R R R →⨯+122。
(2) 细调程度当2/21R R ≤时，在整个调节范围内调节基本均匀，但制流电路可调范围小；负载上的电压值小，能调得较精细，而电压值大时调节变得很粗。
(3) 功率损耗使用同一变阻器，分压电路消耗电能比制流电路要大。
基于两电路的差别，当负载电阻较大，调节范围较宽时选分压电路；反之，当负载电阻较小，功耗较大，调节范围不太大的情况下则选用制流电路。
必做实验一：制流和分压电路的研究以及用惠斯通电桥测量电阻【实验目的】1. 了解制流电路和分压电路的原理及应用；2. 了解惠斯通电桥电路的原理及应用；3. 掌握基本电路的连接方法；4. 学会基本仪器的使用方法。
【实验原理】1. 制流电路制流基本电路如图1-1所示，当可变电阻0R 中间的滑动点变化时，即改变了A 、C 间的电阻值，使得电路中的总电阻发生了变化，从而起到了制流I 的作用，即：I =E R AC +R L （忽略电源内阻的情况下） 1-1当0R 上的A 、C 间电阻值为零时，L R E I =max 1-2 同样，当0R 上的A 、C 间电阻值为最大时，0min R R E I L += 1-3以上式中的L R 为负载电阻、0R 为可变电阻。
由此可见，制流电路不可能调节到电流为零，只能使电流在一定范围内变化，即：R R E R E I L L +⇒=∆ 1-4 注：为了保证安全，在接通电路前，必须将0R 上的C 点滑至B 端。
如果L R 为二极管等小功耗用电器，还需与L R 串联一个合适的电阻，以起到保护作用。
图1-1 制流电路示意图2. 分压电路分压基本电路如图1-2所示。
如果负载电阻无穷大，则可以认为负载上没有电流，则负载上的电压可以认为电阻AC R 所分配到的电压。
当C 滑到B ，则负载电阻上的电压为E ，当C 滑到A ，则负载上的电压为零。
故起电压调节范围为E ⇒0 若定义电阻比：0)(R R R R x K AC AB AC == 1-5 同时定义负载电阻与变阻器全电阻之比：0R R L =β 1-6 又定义分压电路的分压比：Ex U Y L )(= 则可以推导出其间的关系为[]ββ+-==)(1)()()(x K x K x K E x U Y L 1-7 根据1-7式可得：不同的β，分压比与电阻比不同，可画出不同β值时的Y-K(x)图线（如图1-3所示）。
由图线可知，β 越大，调节越均匀。
实验二制流电路与分压电路一、实验目的1.了解基本仪器的性能和使用方法；2.掌握制流与分压两种电路的联结方法、性能和特点，学习检查电路故障的一般方法；3.熟悉电磁学实验的操作规程和安全知识。
二、仪器与用具毫安计，伏特计，万用电表，直流电源，滑线变阻器，电阻箱，导线等。
图2.1 电磁学实验谈判能够用器材三、实验原理制流电路和分压电路时常用的控制电路，制流电路如图2.1所示，分压电路如图2.2所示。
控制元件使用滑动变阻器R0，移动滑动头的位置可以连续改变AC之间的电阻R AC，从而改变通过负载R z的电流或加在R z上的电压。
图2.2 制流电路图XK K I R R R R R E R R E I MAX ACz ACZ +=+=+=000,R R X R R K ACZ==X R R E R K R R R R E R R R R R R R R R R R R E U BC Z AC BCAC Z AC ZACZ AC Z BCACZ ACZ +⋅⋅=⋅+⋅⋅=+⋅⋅++⋅=0 ,,AC ZO AC BC O OR R R R R K X R R =+== 四、实验步骤分别研究制流电路和分压电路的特性。
1. 取K 值，确定R Z 的值。
2. 依据K值、R Z值、R Z的最大允许电流，毫安表的量限，确定实验时的最大电流I max和电源电压E。
（3. 连接电路。
4. 移动滑动变阻器的滑动头C，测10组数据，列表记录。
5. 作制流电路特性曲线图和分压特性曲线图五、实验数据与结果表示（供参考）【数据处理示例】1.制流电路特性的研究实验数据表（供参考）表2.1 (K = 0.1)2.分压电路特性的研究实验数据表（供参考）表2.3 （K = 2）3.部分制流电路、分压电路特性曲线4.实验结果讨论从图2.1-图2.4不难看出，K = 1时的制流特性曲线和K = 2时的分压特性曲线近似为线性。
K = 0.1时的制流特性曲线和K = 0.1时的分压特性曲线显然为非线性的。
一、实验目的1. 理解分压制流电路的基本原理和工作特性；2. 掌握分压制流电路的设计方法和参数计算；3. 培养动手能力和实验技能；4. 分析实验结果，提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理分压制流电路是一种常见的电路，由电阻、电容和电源组成。
其主要功能是利用电容的充放电特性，实现对电流的控制。
当电源电压施加在电容两端时，电容开始充电，电流逐渐减小；当电容电压达到电源电压时，充电结束，电流为零。
此时，若电源电压突然消失，电容开始放电，电流逐渐增大，直至电容电压为零。
分压制流电路的充放电过程可以用以下公式表示：Q = C V （Q为电容电荷，C为电容容量，V为电容电压）I = dQ/dt （I为电流，t为时间）三、实验器材1. 电阻：10Ω、100Ω、1kΩ各1个；2. 电容：1μF、10μF、100μF各1个；3. 直流电源：0～15V可调；4. 电流表：0～5A；5. 电压表：0～30V；6. 电路板：1块；7. 连接线：若干。
四、实验步骤1. 按照实验电路图连接电路，确保连接正确；2. 打开直流电源，调整电压为5V；3. 测量电容电压，记录数据；4. 改变电容容量，重复步骤3，记录数据；5. 改变电阻阻值，重复步骤3和4，记录数据；6. 分析实验数据，绘制电流、电压随时间变化的曲线。
五、实验结果与分析1. 当电容容量一定时，电流随时间的变化呈指数规律，电压随时间的变化呈线性规律；2. 当电阻阻值一定时，电容容量越大，电流变化越慢，电压变化越快；3. 当电容容量一定时，电阻阻值越小，电流变化越快，电压变化越慢。
六、实验结论1. 分压制流电路是一种利用电容充放电特性实现电流控制的电路；2. 在分压制流电路中，电容容量、电阻阻值和电源电压是影响电流和电压变化的关键因素；3. 通过实验，掌握了分压制流电路的设计方法和参数计算，提高了分析问题和解决问题的能力。
七、实验总结本次实验通过对分压制流电路的实验研究，加深了对电路基本原理的理解，提高了动手能力和实验技能。
制流与分压电路实验报告实验目的：1.熟悉制流电路和分压电路的基本原理和性质2.通过实验掌握电压、电流的测量方法和实验操作3.了解实际电路中对理想电路的影响，对电路实际工作情况有一定的认识。
实验仪器：直流电源，电阻箱，万用表，示波器等。
实验原理：（1）制流电路制流电路是将电压源连接在一个大电阻上来控制电流的电路。
当电流通过电阻R时，电压V=IR，根据欧姆定律，电流I正比于电压V，R越大，I就越小。
同时，可以通过改变电阻的大小来控制电流I的大小，因此制流电路有一定的稳流能力。
（2）分压电路分压电路是将一个电压分成两个不同的电压的电路，其中一个电压可以用于检测或控制电路中的电压，而另一个电压则用于供电或者消耗能量。
分压电路是实际电路中应用最广泛的电路之一，例如，电子电路中，分压电路常被用来控制放大器的增益或输出量，以及用于集成电路中的电源分配。
实验步骤：1.制流电路的实验：（1）按图1连接电路，将电压调至4V，调节电阻箱的阻值，使电流I变为2mA左右，并记录该阻值。
（2）再将电阻箱的阻值调节到3倍于上面记录的阻值，以测量电路的稳流能力。
（3）用万用表测量电路的电流值I。
（3）改变电阻值为原值的2倍，再次测量电路节点AB处的电压。
结果分析：记录到的稳流能力是该电路能够快速稳定并控制高电阻值下的电流。
而通过测量电路的电流值可以发现制流电路确实拥有良好的稳流能力。
通过测量节点AB处的电压，可以推算出电路中的电阻值。
另外，当电路中的电阻值改变时，测量电路的电压也会随之改变，从而验证了分压电路的原理。
结论：通过本次实验，我们熟悉了制流电路和分压电路的基本原理、性质以及实验操作方法，并对实际电路对理想电路的影响有了一定的认识。
实验结果表明，制流电路具有一定的稳流能力，而分压电路则可以将一个电压分成两个不同的电压，并根据需求控制其输出量。
制流电路与分压电路实验报告实验目的，通过实验，掌握制流电路和分压电路的基本原理，理解电路中电流、电压的变化规律，加深对电路的认识。
一、实验仪器与设备。
1. 直流电源。
2. 电阻箱。
3. 万用表。
4. 连接线。
5. 示波器。
二、实验原理。
1. 制流电路。
制流电路是一种电路，通过电源、电阻和电流表等元件组成。
在制流电路中，电流的大小是由电源电压和电阻的阻值共同决定的。
根据欧姆定律，电流与电压成正比，与电阻成反比。
2. 分压电路。
分压电路是一种电路，通过电源、电阻和电压表等元件组成。
在分压电路中，电压的大小是由电源电压和电阻的阻值共同决定的。
根据欧姆定律，电压与电阻成正比，与电流成反比。
三、实验步骤。
1. 制流电路实验。
（1）将电源正极与电阻、电流表连接，电流表的另一端连接电源负极，形成一个串联电路。
（2）调节电源电压，记录不同电压下电流表的读数。
（3）根据记录的数据，绘制电流与电压的关系曲线。
2. 分压电路实验。
（1）将电源正极与两个电阻并联连接，电压表连接两个电阻并联的两端，形成一个并联电路。
（2）调节电源电压，记录不同电压下电压表的读数。
（3）根据记录的数据，绘制电压与电阻阻值的关系曲线。
四、实验结果与分析。
1. 制流电路实验结果。
根据实验数据绘制的电流与电压关系曲线呈现出一条直线，证明了电流与电压成正比，与电阻成反比的规律。
2. 分压电路实验结果。
根据实验数据绘制的电压与电阻阻值关系曲线呈现出一条直线，证明了电压与电阻成正比的规律。
通过实验结果分析，我们得出了制流电路和分压电路的基本规律，加深了对电路中电流、电压变化规律的理解。
五、实验总结。
通过本次实验，我们深入理解了制流电路和分压电路的基本原理，掌握了电流、电压在电路中的变化规律。
实验过程中，我们对电路的连接方式、电阻的作用有了更清晰的认识，为今后的电路实验打下了基础。
六、实验心得。
本次实验让我更加深入地了解了电路中电流、电压的变化规律，也提高了我的实验操作能力和数据处理能力。
制流与分压电路实验参数的选择与确定电路实验是电子学学科中非常重要的一部分，对于电子学专业的学生来说，掌握电路实验技巧和方法是必不可少的。
制流电路和分压电路是电路实验中常用的两种电路，它们在电子学中有着重要的应用。
在进行制流和分压电路实验时，如何选择和确定实验参数是实验成功的关键。
本文将从实验目的、电路元件、电源和测量仪器等方面探讨制流和分压电路实验参数的选择和确定方法。
一、实验目的在进行制流和分压电路实验时，首先需要明确实验目的。
制流电路实验的主要目的是研究电流的稳定性，掌握制流电路的工作原理和特性。
分压电路实验的主要目的是研究电压的分压规律，掌握分压电路的工作原理和特性。
实验目的的明确有助于选择合适的实验参数，保证实验的顺利进行。
二、电路元件在选择实验参数时，需要考虑电路元件的特性和选型。
制流电路中的关键元件是稳流二极管和负载电阻，稳流二极管的特性决定了电流的稳定性，负载电阻的大小决定了电路的工作点。
分压电路中的关键元件是电阻和分压比，电阻的大小决定了电路的电流和电压，分压比的大小决定了电压的分压比例。
因此，根据实验目的和电路元件特性，选择合适的电路元件是选择实验参数的重要步骤。
三、电源在进行制流和分压电路实验时，电源的选择也非常重要。
电源的稳定性和输出电流或电压的范围决定了电路实验的可行性和精度。
在选择电源时，需要考虑电源的输出电流或电压范围、稳定性和精度等因素。
通常情况下，实验室中常用的电源有直流稳压电源和交流稳压电源。
直流稳压电源适用于需要稳定直流电压的实验，交流稳压电源适用于需要稳定交流电压的实验。
四、测量仪器在进行制流和分压电路实验时，测量仪器的选择也非常重要。
测量仪器的精度和灵敏度决定了实验数据的准确性和可靠性。
在选择测量仪器时，需要考虑测量仪器的精度、灵敏度和测量范围等因素。
通常情况下，实验室中常用的测量仪器有万用表、示波器和电流表等。
五、实验参数的选择与确定在了解实验目的、电路元件、电源和测量仪器的基础上，选择和确定实验参数是电路实验中非常重要的一步。
实验十、制流电路和分压电路前言电路学是电气工程学科中的重要组成部分，电路学理论知识的掌握是电气工程师的基本技能。
制流电路和分压电路是电路学中非常基础的电路类型，研究这些电路有助于初步理解电路的基本特性和工作原理。
本篇实验报告主要介绍了制流电路和分压电路的实验步骤及操作流程，通过实验操作学生能够更好地掌握基础电路的实例操作方法和相关的理论知识。
实验目的1. 掌握简单的制流电路的实验操作方法和理论知识；2. 掌握简单的电阻分压电路的实验操作方法和理论知识；3. 实践基本的测量仪器使用技巧。
实验装置本实验需要准备以下器材和元器件：1. 电压表、电流表2. 直流电源3. 电阻箱4. 节点接线板5. 电阻器6. 线缆实验原理1. 制流电路制流电路是将电流限制在一个特定的范围内的电路。
在制流电路中，电路中串联的电阻起到了限流的作用，因为通过电阻的电流只能等于电阻两端的电压除以电阻的阻值，在保持电源电压不变的情况下，电阻值的改变会导致电流的变化。
2. 电阻分压电路电阻分压电路是指串联电路中按照比例分配电压的电路。
在电阻分压电路中，多个电阻连接在一起，按照一定比例分配电压。
这种电路常用于电压调整和信号采集等应用中。
实验步骤1. 将直流电源连接到节点接线板上的两条电线上，并将电动势调整到3V左右。
2. 接线板上串联一个已知的电阻器，阻值为R1，连接一根线缆以连接到电流表的输入端。
5. 将电源打开，开关关闭，并记录电压表和电流表的读数。
然后，改变电阻器的阻值，记录电流表和电压表的每个阶段的读数并绘制电压-电流曲线。
3. 连接一个线缆到R2并将其连接到电压表和R1之间的节点处。
4. 将电源打开，打开开关，记录电压表的读数，并使用公式计算电阻器上的电压。
实验数据记录制流电路数据记录表：| 电阻值 | 电压读数(V) | 电流读数(A) || --- | --- | --- || R1 | | || R2 | | || R1' | | || R2' | | |实验结果分析在制流电路实验中，电阻的改变影响了电路中的电流的变化，这种关系可以绘制成电压-电流曲线。
分压电路和制流电路的特性研究
变阻器在电路中的应用十分广泛，许多电路都用变阻器来达到控制（调节）电流或电压的目的，如何根据实验要求正确选择和使用变阻器是一个重要问题，本实验将对变阻器的分压和限流特性作初步分析。
【实验目的】
1．分压电路和制流电路的使用； 2．了解滑线变阻器的两种用途； 3．进一步练习按电路图正确接线。
【实验仪器】
直流稳压电源、滑线变阻器（50Ω，420Ω）、电阻箱（10Ω，50Ω）、电压表、电流表、开关、导线。
【实验原理】
电磁测量中常常要求在一定范围内选取某一特定的电压或电流，而电源有时却只供给某一确定输出电压。
解决这个问题的最简单办法是给电源加上一个分压电路或制流电路，它们是把输出电压一定的电源扩展成电压或流均可在一定
范围内连续调节的供电电路。
滑线变阻器是一种用金属电阻丝组成的可变电阻器。
由于电路的连接不同，可构成分压器（如图1a 示）和制流器（如图1b 示）。
1． 滑线电阻作分压器用时的分压特性研究 （1）分压电路的接法
如图2示，将变阻器R W 的两个固定端A 和B 接到直流电源E 上，而将滑动端C 和任一固定端（A 或B ，图中为B ）作为分压的两个输出端接至负载R L 。
图中B 端电位紧低，C 端电位较高，CB 间的分压大小U 随滑动端C 的位置改变而改变，U 值可用电压表来测量。
变阻器的这种接法通常称为分压器接法。
分压器的安全位置一般是将C 滑至B 端，这时分压为零。
（2）分压电路的调节特性
如图2所示，滑动端将滑线变阻器R W 分为R 1和R 2两部分。
负载R L 上分得的电压用电压表测量。
电源电压全部加在固定端A 、B 上，当滑动
端C 在AB 上滑动时，B 、C 间的电压为V BC ，由于R 1的变化而随之产生连续变化，其大小由以下几式导出：
电路的总电阻为：1
1
2R R R R R R L L ++=，
故总电流为：1
1
2
0R R R R R V R V I L L ++=
=
V 0是滑动端移至A 端（即R 2=0）时，电压表上读出的最高电压值。
它不是电源电动势E 。
负载电阻R L 上的电压降为：1
120111
)(R R R R R V R R R R R R I V L L L L L BC ++=
+= 又： 21R R R W +=
所以：2
1
10
1R R R R R V R R V W L W L BC -+= 由上式可见，因为R 1可以从零变到R W ，所以可以把V BC 看做是从零到E 连续可调的供电电压，在后面接上负载R L ，则R L 上可取所需电压V BC ，它与滑线变阻器的总阻值R Ｗ无关。
再把上式分子分母各除以2W R ，得：
1
2
112L W W
L W W W
R R V R R V R R R R R R =
+- 令W
L
R R K =
，这是负载电阻值相对于滑线电阻R W 阻值大小的参数。
令W R R
X 1=，这是滑线电阻R W 的滑动端Ｃ相
对于低电位端Ｂ的位置参数。
则上式可改写为 2
0X X K KX
V V -+=
在给定负载R Ｌ和滑线电阻R W 的情况下，W L R R K =为某一定值，则分压比
V V
跟滑线电阻滑动端位置Ｘ有关，即)(0X f V V
∝。
0
V V 与X 的关系
曲线（即分压特性曲线）如图3所示。
分压电路有如下几个特点：
①不论w R 阻值的大小，负载电阻L R 两端的电压均可在0~0V 之间调节；
②K 值越小，电压调节越不均匀，即负载两端电压线性较差。
相反，K 值越大，电压调节越均匀。
当2=K 时，V 与X 可近似认为线性关系。
所以取/2w L R R ≤时，V 可在0~0V 整个范围内均匀调节；
2． 滑线电阻作制流器用时的制流特性研究
图4是滑线电阻作制流器用的电路。
由图可知，滑线电阻R W 的Ｂ端空出，不与电路连接，显然是电源Ｅ与负载R Ｌ直接相连的中间安插了一个阻值可变阻的情况R ２。
此时流过负载R Ｌ的电流即电源的输出电流为
10
0012111W L
L
L L L W W W
V R V K
V V R R R I R R R R R R R K X
R R ====++-+-+-
图3 分压特性曲线
令L
R V I 0
0=
，即R ２＝０时，电源Ｅ直接流经负载R Ｌ的电流，也是电路中的最大电流。
所以
X
K K
I I -+=
10 同样，对于不同的参数Ｋ，电路的制流比
I I
与滑线电阻R W 的滑动头的位置参数Ｘ有关，即)(0X f I I
∝。
I I 与X 的关系曲线（即限流特性曲线）如图5所示。
从图中可见，限流电路有如下几个特点：
①通过负载电阻L R 的电流不可能为零，
0=X 时，0
min R R V I L +=
；
②K 值越大，
即相对于负载电阻L R 变阻器的阻值w R 越小，电流可以调节的范围也越小；
③1≥K ，即w L R R ≤时，调节的线性较好，容易调到需要的电流值；K 值较小，即w L R R ≥时，当X 接近1时电流变化很大，这种情况称为细调程度不够；
④负载电阻L R 两端的电压调节范围为
00L
L W
R V V R R →+。
3．分压和制流电路的差别和选择
（1）分压电路的电压调节范围比制流电路大；
（2）当/2w L R R ≤时，分压电路负载两端电压在整个范围内可均匀调节。
制流电路调节范围小，负载上的电压值小时能调得较精细，而电压大时调节很粗糙； （3）使用同一变阻器时，分压电路消耗的功率比制流电路大。
综上所述，当负载电阻较大，要求调节范围较宽时宜采用分压电路。
相反，在负载电阻较小，功耗较大且调节范围不太大时，选用制流电路较好。
【实验内容】
1. 分压特性研究
（1）用50欧姆滑线电阻作分压器，负载电阻用50欧姆（K =1），测出滑线电阻滑动端的位置参数X 和分压比V/V 0，并作出V/V 0 ~ X 的关系曲线。
（2）同上，用420欧姆滑线电阻和10欧姆的负载电阻（K =0.0238），测出X 和V/V 0，并作出关系曲线。
2. 制流特性研究
（1）用50欧姆滑线电阻作制流器，负载电阻用50欧姆（K =1），测出滑线电阻滑动端的位置参数X 和制流比I/I 0，并作出I/I 0 ~ X 的关系曲线。
（2）同上，用420欧姆滑线电阻和10欧姆的负载电阻（K =0.0238），测出X 和I/I 0，并作出关系曲线。
图5 制流特性曲线
3．分析上述两种实验结果。
【实验数据记录及处理】
表1 分压特性
①R W=50Ω，R L=50Ω，K=R L/R W=1，V0 = V；
②R´W=420Ω，R´L=10Ω，K=R´L/R´W=0.0238，V´0 = V
K 项目
X
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 1.00
1 V(V) V/V0
0.0238 V´(V)
V´/V´0
表2 制流特性
①R W=50Ω，R L=50Ω，K=R L/R W=1，I0 = mA；
②R´W=420Ω，R´L=10Ω，K=R´L/R´W=0.0238，I´0 = mA
K 项目
X
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 1.00
1 I(mA) I/I0
0.0238 I´(mA) I´/I´0
【思考题】
1．利用分压特性曲线和限流特性曲线分别讨论分压和限流的细调程度；
2．电压（或电流）调节出现了严重的非线性是否一定不好？有合适的使用场合吗？。
