[實用新型]一種驗證分壓電路中分壓比與變阻器電阻比關系的裝置

有效

• 申請號: 201821216722.0
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN209044990U
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 黃順;陳紀友;羅湘南;李潔
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 衡陽雁城專利代理事務所(普通合伙) 43231
• 代理人: 龍騰;黃麗

一種驗證分壓電路中分壓比與變阻器電阻比關系的裝置，涉及物理實驗裝置技術領域，其包括負載電阻、滑動變阻器以及電源，滑動變阻器電阻線圈的兩端分別連接電源的正、負極，負載電阻的一端連接電源的負極、另一端連接滑動變阻器的滑片，還包括A/D采樣模塊以及單片機，A/D采樣模塊用于采集電源電壓和負載電阻的電壓，滑動變阻器的滑片上連接有用于檢測其滑動距離的拉線傳感器，單片機用于將A/D采樣模塊采集到的電壓值計算出分壓電路分壓比Y的值，并通過拉線傳感器檢測到的滑動變阻器滑片滑動距離計算出變阻器電阻比K(x)的值。本實用新型可使學生直觀地認識到分壓電路中分壓比與負載電阻的關系，從而深刻理解分壓電路實驗中應該如何選擇滑動變阻器。

技術領域

本實用新型涉及物理實驗裝置技術領域，尤其指一種驗證分壓電路中分壓比與變阻器電阻比關系的裝置。

背景技術

在高中物理電學實驗中，滑動變阻器的選擇應當遵循以下原則：1、安全。滑動變阻器工作時，通過它的電流不能超過它允許通過的最大電流。2、夠用。滑動變阻器的阻值應當能滿足調節的需要。3、便于操作。滑動變阻器工作時應用到大部分電阻。4、在分壓式電路中，應當選擇阻值較小的變阻器。

對于分壓式電路中為何要選擇阻值較小的變阻器學生往往不能充分理解，只是通過書面知識停留在感性記憶的層面。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術存在的問題，提供一種驗證分壓電路中分壓比與變阻器電阻比關系的裝置，可使學生直觀地認識到分壓電路中分壓比與變阻器電阻比的關系，從而深刻理解分壓電路實驗中應該如何選擇滑動變阻器。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：一種驗證分壓電路中分壓比與變阻器電阻比關系的裝置，包括負載電阻、滑動變阻器以及電源，所述滑動變阻器電阻線圈的兩端分別連接電源的正、負極，所述負載電阻的一端連接電源的負極、另一端連接滑動變阻器的滑片，其特征在于：還包括A/D采樣模塊以及與A/D采樣模塊連接的單片機，所述A/D采樣模塊用于采集電源電壓和負載電阻的電壓，所述滑動變阻器的滑片上連接有用于檢測其滑動距離的拉線傳感器，所述拉線傳感器與控制器連接，所述單片機用于將A/D采樣模塊采集到的電壓值結合下述（1）式計算出分壓電路分壓比Y的值，并通過所述拉線傳感器檢測到的滑動變阻器滑片滑動距離結合下述（2）式計算出變阻器電阻比K(x)的值：

Y=U_L(x)/E（1）；

K(x)=R_p/R₀（2）；

上述（1）式中，U_L(x)為負載電阻的電壓值，E為電源的電壓值，上述（2）式中，R₀為滑動變阻器的總阻值，R_p為滑動變阻器從滑片移動起始點到當前滑片位置的電阻值，由于滑動變阻器電阻線圈的總長度已知，滑片的移動距離可通過拉線傳感器測得，故可得出R_p與R₀之間的比例關系，進而得出K(x)的值，所述單片機根據變阻器電阻比K(x)與分壓電路分壓比Y的值擬合并輸出K(x)與Y的函數關系圖。

優選地，還包括用于顯示所述K(x)與Y的函數關系圖的顯示器，所述顯示器與單片機的輸出端連接。

更優選地，采用變阻箱作為所述負載電阻。

更優選地，所述變阻箱中設有電阻值可調的電阻單元，所述電阻單元的電阻值以其基值電阻的0-9倍可調整十檔。

更優選地，所述變阻箱中設有多個電阻單元，各電阻單元互相串聯。