如何选择分压器数值以适应不同负载电阻大小

1.训练目的

（1）掌握分压器的选择原则和使用方法。

（2）学习直流稳压电源和数字万用表的使用方法。

2.原理说明

在直流电路中，若施加的电源电压是一个恒定的数值时，为了得到一个可以调节的直流电源，通常使用滑线变阻器接成分压器。这种分压器在电工实验及电子技术中得到了普遍的应用。

本训练用滑线变阻器接成分压器，其电路如图2-4-1所示。

图2-4-1

由该图可知，分压器中的电流在AC段和BC段是不同的，根据KCL可知：

I1＝I2+I3

因此，滑线电阻的额定电流的选择要根据I1的大小来决定。由简单直流电路的基本关系可得

在负载电阻RL一定的情况下，当滑动端钮C滑到接近A点，即r＝R时，通过AC段的电流接近最大值：

所以，分压器的额定电流按这个最大电流来选择总是安全的。

使用分压器时，除了考虑其额定电流值外，我们还需要考虑在调节分压器的滑动端钮C时，得到的输出电压UL能与分压器的可调节电阻r 成正比关系。

为了达到这个目的，就必须根据负载电阻RL的大小，适当选择分压器R 的数值。应用直流电路的计算方法，可得到下列两个关系式：

以上两式中，I0＝Ui/R，K＝r/R。由（3）（4）式可知，只有当RL≥R 时，才能使I2≈I0UL≈KUi，这时输出电压的线性度才比较好。

3.训练设备

（1）可调直流稳压电源（0～30 V）。

（2）万用表。

（3）直流数字毫安表。

（4）直流数字电压表。(www.xing528.com)

（5）二极管。

（6）稳压管。

（7）白炽灯。

（8）线性电阻器（1 kΩ/1 W）。

4.训练内容

（1）确定R/RL＝0.25，即将标有112 Ω的滑线变阻器作为分压器R，将标有500 Ω的滑线变阻器用万用表测出450 Ω作为负载电阻RL。

（2）按图2-4-1所示电路接线，由稳压电源提供10 V 的直流电压，作为分压器的输入电压Ui。

（3）调节K 值。K 值分别取为0、0.25、0.5、0.75、1，将所测得电流I2及输出的电压UL记入表2-4-1中。

（4）将计算UL/Ui及I2/I0，并将计算结果分别填入表2-4-1中。

表2-4-1　分压器训练

（5）确定R/RL＝1。仍将标有112 Ω的滑线变阻器作为分压器R，将标有500 Ω的滑线变阻器用万用表测出约112 Ω作为负载电阻RL。然后重复训练内容（3）、（4）即可。

5.训练注意事项

（1）使用滑线变阻器时应平滑调节。

（2）注意当R/RL＝1时，UL/Ui与K值的变化是否不再接近于线性，以及I2与I0之间的比例变化。

6.思考题

（1）当用滑线变阻器作为分压器时，是否分压器的电阻比负载的电阻值越小越好？为什么？

（2）I2随着K值变化的过程中，是否存在着一个极值，你能用数学知识证明吗？它的物理意义是什么？

（3）有人说，选择分压器额定电流时，可以不考虑负载电阻的大小，这种说法对吗？为什么？

7.训练报告内容

（1）根据实验结果和表中数据，分别在坐标纸上绘制出两种情况下的Ui-UL关系曲线。

（2）对本次实验结果进行适当的解释。

（3）进行必要的误差分析。

（4）总结本次实验的收获。