Упражнение 2. Деление напряжения с помощью потенциометра
Решаемые задачи:
- исследование простого делителя напряжения;
- исследование делителя напряжения с нагрузкой;
- исследование делителя напряжения с потенциометром.
Основы
Второй закон Кирхгофа гласит, что сумма всех напряжений в замкнутом контуре равна сумме ЭДС в этом контуре..
С помощью делителя напряжения можно делить напряжения на отдельные части и, в частности, получать малые отдельные напряжения. Делитель напряжения, как правило, состоит из двух резисторов, приложенное напряжение U между которыми делится на два отдельных напряжения. Делители напряжения используются, например, в измерительных щупах (контактных измерительных головках) или для установки рабочих точек (под напряжением) для активных компонентов, например, с транзисторной усилительной схемой.
В начальном эксперименте, в частности, исследуется делитель напряжения, сконструированный из различных резисторов и выходных напряжений. Во втором эксперименте, исследуется делитель напряжения с нагрузкой. В конце работы устанавливается делитель напряжения с потенциометром и измеряется выходное напряжение.
Оборудование
1 Доска для подключений DIN A4................………....................
1 комплект из 10 соединительных вилок.........................................
1 STE резистор 47 Ω......................... ………………………………
2 STE резистора 100 Ω......................……………………………….
1 STE резистор 150 Ω,........................................... ……………….
|
|
|
1 STE резистор 470 Ω....................………………………………..
1 STE потенциометр 220 Ω.................. ……………………………
1 блок питания постоянного тока, 0 ± 15 В.............................
2 LD analog 20 – универсальный измерительный прибор. ………
3 пары кабелей, 50 см, красные и синие...............………………...
Рис. 1: Простой делитель напряжения
При ненагруженном делителе напряжения сила тока I является результатом приложенного напряжения U и суммы сопротивлений R 1 и R 2:
(1)
и, таким образом, для падения напряжения U, например, на резисторе R 1,
(2)
Рис. 2: Делитель напряжения с нагрузкой
При наличии делителя напряжения с нагрузкой, ток дополнительно течет через резистор нагрузки RL. Это приводит к увеличению силы тока I во время падения напряжения на резисторе R 2 и тем самым к падению выходного напряжения U a.
Для резистора R 1* (параллельное соединение R 1 и RL) применимо следующее:
(3)
и, таким образом, сила тока:
(4)
и для напряжения, следуя формуле (2):
(5)
или
(6)
Рис. 3: Делитель напряжения с потенциометром
Падение напряжения с потенциометром с резистором RP согласно (2) равно,
(7)
Это позволяет соответствующим образом регулировать напряжение U a между 0 В и UP с помощью соответствующего отдельного компонента.
|
|
|
Резистор R 2 служит здесь как последовательно подключенный резистор для предотвращения короткого замыкания.
Порядок выполнения работы:
Примечание: Обращайте внимание на значения измеряемых величин и полярность на измерительных приборах во время всех исследований. Подключение источника питания осуществляется только после проверки цепи преподавателем или инженером!
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 17; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!