制流与分压电路实验报告

实验一制流电路与分压电路

【目的与任务】

1、学习和掌握万用电表的操作规则及具体使用方法；

2、完成制流与分压电路的联结和电路中的电流和电压的测量；

3、总结制流与分压电路各自的特点及其应用。

【仪器与设备】

万用电表（指针式、数字式各一块），低压电源（直流型、交流型各一台），滑线变阻器，电阻箱，导线。

1、万用电表的原理和结构

万用电表是实验室常用的一种仪表，可用来测量直流电压、电流，交流电压及电流，电阻等，还可用以检查电路和排除电路故障。

万用电表主要由磁电型测量机构(亦称表头)和转换开关控制的测量电路组成。实际上它是根据改装电表的原理，将一个表头分别连接各种

测量电路而改成多量程的电流表、电压表及欧姆表，是既能测量直流又

能测量交流的复合表，如图1所示。它们合用一个表头，表盘上有相应

于测量各种量的几条标度尺。表头用来指示被测量的数值，测量线路的

作用是将各种被测量转换到适合表头测量的直流微小电流，转换开关实

现对不同测量线路的选择，以适应各种测量的要求。电表的表盘上按表

的功能有各种不同的刻度，以指示相应的值，如：电流值，电压值(有

交、直流之分)及电阻值等。对于某一测量的内容一般分成大小不同的

几档，测量电阻时每档标明的是不同的倍率；测量电流、电压时每档标

明的是它相应的量限（即使用该档测量时所允许的最大值），而各种

量、各种不同的量限所对应的测量电路均通过转换开关实现和表头的连

接。

图1

图2

欧姆表测量电阻的简单原理如图2所示。

表头（其内阻R z）、干电池E、可变电阻R0及待测电阻R x串联构成回路，电流I通过表头即可使表头指针偏转，其值为

由上式可知在电池电压一定的条件下，指针偏转和回路的总电阻成反比。当被测电阻R x改变时，电流I就随着变化，表头的指针位置也有相应的变化，可见表头的指针位置与被测电阻的大小是一一对应的，如果表头的标度尺按电阻刻度，这样就可以直接用来测量电阻了。被测电阻R x越大，则回路电流I越小，指针的偏转越小，当R x为无穷大时(即表棒两端开路)，则I=0，表头指针为零，因此欧姆表的标尺刻度与电流表、电压表的标尺刻度方向相反。由于工作电流I与被测电阻R x不成正比关系，所以电阻的标度尺的分度是不均匀的。

由于电池的电动势会渐渐下降，这将会造成较大的测量误差，故该结构形式的欧姆表都设有“零欧姆”调整电路，使用时先将表棒二端短路(即R x=0)，调节“零欧姆”旋钮，使指针指向满度，即指针指向0Ω处。每当改变欧姆表的量程后，都必须重新调节“零欧姆”旋钮。

2、万用电表的操作规程

(1) 使用指针式万用电表前必须认清两极和刻度盘，熟悉转换开关的作用和用法，据待测量的种类和大小(交流和直流电压、电流、电阻)，将转换开关转到适当位置并接好表笔。

(2) 被测量不能确定其大概值时，应将转换开关旋到最大量程处。

(3) 使用前，若指针不在零位，首先调零；读数时，视线正对着指针。有反射镜的应使指针与像重合。

(4) 测量电流时，将万用表串联在被测电路中；测量电压时，将万用表并联在被测电路两端(红表笔代表“＋”，黑表笔代表“－”)。

(5) 测试时，不能旋转转换开关。

(6) 测量电流、电压时，先用跃接法试探大小，再用稳接法测量。

(7) 测量电路中电阻时，应将电路中的电源和有关电阻断开，不能带电测电阻。

(8) 每次更换电阻档后，都要调节“零欧姆”旋钮，使指针指向满度，若调不到零点，须更换电池。测试电阻时，不得用双手同时接触两表笔的金属部分。

(9) 测量完毕，务必将转换开关旋至空档或最大交流电压档。

(10)数字万用表使用完毕必须关闭电源。当屏幕出现＋、－号时，必须更换电池。

【原理与方法】

万用表电路一般可分为电源、控制和测量三部分。测量电路是先根据实验要求而确定好的，例如要校准某一电压表，需选一标准的电压表和它并联，这就是测量线路，它可等效于一个负载（R2），这个负载可能是容性的、感性的或简单的电阻。根据测量的要求，负载的电流值I 和电压值U在一定的范围内变化，这就要求有一个合适的电源。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。

1、制流电路

制流电路如图3所示，图中E为直流（或交流）电源；R1为滑线变阻器，A为电流表；R2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）

图3 制流电路

2、分压电路

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R2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）

图4 分压电路

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，可从；而制流电路电压调节范围小，只能从

。

(2) 细调程度

当时，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。若一级电路不能达到细调要求，则可采用二级制流（或二段分压）的方法以满足细调要求。

【指导与要求】

一、实验步骤