变化率指标
零件和材料
- 两节 6 伏电池
- 电容器,0.1 µF(Radio Shack 目录 # 272-135)
- 1 MΩ 电阻
- 电位计,单圈,5 kΩ,线性锥度(Radio Shack 目录 # 271-1714)
电位器的值并不是特别重要,但理论上,低电阻单元比高电阻单元更适合这个实验。我为这个电路使用了一个 10 kΩ 的电位器,结果非常好。
交叉引用
电路课程 ,第 1 卷,第 13 章:“电容器”
学习目标
- 说明如何构建微分电路
- 获得对微积分函数的经验理解
原理图
插图
说明
测量电位器的雨刷端子和示意图中显示的“接地”点(下部 6 伏电池的负极端子)之间的电压。这是电路的输入电压,您可以看到当电位器控制转至全范围时,它是如何在零伏和 12 伏之间平滑变化的。由于电位器在这里用作分压器,因此您应该不会对这种行为感到惊讶。
现在,在移动电位器控件的同时测量 1 MΩ 电阻器上的电压。强烈推荐使用数字电压表,我建议将其设置为非常敏感(毫伏)的范围以获得最强的指示。电压表显示什么,而电位计显示不是 被移动?顺时针缓慢转动电位器并注意电压表的指示。逆时针缓慢转动电位器并注意电压表的指示。电位器控制运动的两个不同方向,你看出什么区别?
尝试移动电位计,使电压表给出稳定的小指示。什么样的电位器运动提供最稳定 1 MΩ 电阻两端的电压?
在微积分中,表示一个变量相对于另一个变量的变化率的函数称为导数 .这个简单的电路通过产生与输入电压随时间的变化率成比例的输出电压来说明导数的概念 .因为该电路执行关于时间的微分函数(输出输入信号的时间导数),所以称为微分器 电路。
喜欢平均 本章前面所示的电路,微分器电路是一种模拟计算机。微分是一个比求平均值复杂得多的数学函数,尤其是在数字计算机中实现时,因此该电路很好地证明了模拟电路在执行数学计算时的优雅。
通过将电阻-电容网络与电子放大器相结合,可以构建更精确的微分器电路 电路。有关计算电路的更多详细信息,请参阅本实验卷中的“模拟集成电路”一章。
相关工作表:
- 无源积分器和微分器电路工作表
工业技术