设计性实验（十二）

电源控制电路特性研究

在电学实验中，为了得到我们所需要的电压或电流，我们经常需要把滑线变阻器连接成分压或限流两种形式，对电源进行控制与调节。在实验应用中，如何根据实验条件和要求来正确选择滑线变阻器的参数（阻值，额定电流）是我们必须掌握的技能。参数选择合适，电压（电流）就能准确、稳定地调节，实验就能顺利进行。选择不当，实验条件就不稳定，使实验不能稳定进行，甚至损坏仪表。本实验对这两种的输出特性进行研究，以指导我们合理设计与选用控制电路。

实验目的：

1．了解控制电路的特点

2．练习怎样根据实验条件与要求来合理选配控制电路

实验器具：

直流电源，滑线变阻器，电阻箱，电压表，电流表，开关，导线等

实验说明：

分压电路如图所示，随着变阻器滑动头C从A向B滑动，负载R_L上的电压从零变到V₀，调节范围与变阻器总阻值R₀无关。滑动头C在任意R₂（= R₀–R₁）位置时，负载电阻上的电压为：

,引进参数， ，可得：

对不同K值测出与X的关系曲线，即得其输出特性。

对限流电路，如图二所示，所调节电流有一范围： ,

输出电流与R₂取值有关：

引进参数：，，则有：,对于不同的K值，测出其~ X关系曲线，即得其输出特性。

在实验中，需根据对电源的要求（电压、电流的调节范围、调节细度）来设计控制电路。

实验要求：

1． 确定分压电路和限流电路可控范围.

2.分别取K=0.1，0.3，0.5，1，2，5，10，测量~ X关系曲线，画在同一坐标纸上。

3． 分别取K=0.1，0.3，0.5，1，2，5，10，测量~ X关系曲线，画在同一坐标纸上。

4． 根据你所作出的关系曲线，说明应如何连接控制电路，才能对输出电压（电流）进行仔细地调节？

注意事项：

1. 电源不能短路。

2. 电表不能超量程。

思考题：

1. 在分压电路特性测量中，如电压表内阻不能远大于R_L，会产生什么影响？

2. 在限流电路特性测量中，如电流表内阻不能远小于R_L，会产生什么影响？

3. 如要求对电源电压（电流）作更仔细的调节，应如何设计控制电路？

参考文献

1. 陈志杰主编 大学物理实验 山西人民出版社，1989

2. 钟谈敏 大学物理实验 中国科学技术大学出版社，1995，p278

3. 张映辉 大学物理实验 大连海事大学出版社, 2003, p70