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分壓式電路中滑動變阻器的選擇

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2019年08月21日  

滑動變阻器是中學(xué)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的儀器,是一個能連續(xù)改變電阻值的可變電阻,它在電路中用于調(diào)控用電器的電流、電壓。常用的接法有分壓式和限流式兩種。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,如何把滑動變阻器正確的接入電路是學(xué)生感到非常棘手的問題之一,也是實(shí)驗(yàn)成功與否的一個重要因素。


一、滑動變阻器在電路中的兩種接法:

1.限流式--通過改變變阻器電阻來改變電路中的電流,以控制電路中的電流


限流式如上圖(a)所示,待測電阻Rx與滑動變阻器Rp的左邊部分電阻串聯(lián),右邊部分被短路不起作用。當(dāng)滑動變阻器的滑動頭p從右端向左移動過程,滑動變阻器電阻逐漸減小,電路中的電流逐漸增大,滑動變阻器起到控制電路電流作用。學(xué)生往往根據(jù)串聯(lián)分壓的知識容易誤認(rèn)為分壓式。為了實(shí)驗(yàn)安全,在實(shí)驗(yàn)開始時應(yīng)使滑動變阻器連入電路的電阻最大,通常做法是,在合上開關(guān)前,滑片p應(yīng)在b端,這樣就可以使滑動變阻器所使用的阻值最大,而待測電阻的電壓和電流均為最小。在進(jìn)行電路實(shí)物連接時,應(yīng)該用一根導(dǎo)線連接滑動變阻器滑杠的一端,另一根導(dǎo)線連接滑動變阻器電阻線圈的一端(即一上一下)。


2.分壓式--通過變阻器改變電阻來改變用電器兩端的電壓,起調(diào)壓器的作用


分壓式如上圖(b)所示,待測電阻Rx與滑動變阻器Rp的左邊部分電阻并聯(lián)后再與右邊部分串聯(lián)。因?yàn)榇郎y電阻Rx與滑動變阻器Rp左邊電阻并聯(lián),則待測電阻Rx與滑動變阻器Rp左邊電阻兩端的電壓相等,通過改變滑動變阻器滑片p的位置就可以改變待測電阻Rx兩端電壓,實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓目的。學(xué)生往往根據(jù)并聯(lián)分流的知識容易誤認(rèn)為限流式。為了實(shí)驗(yàn)安全,在合上開關(guān)前,滑片p應(yīng)在最左邊(a端),這樣可以使待測電阻Rx上的電壓和電流均為零。在進(jìn)行電路實(shí)物連接時,用一根導(dǎo)線連接滑動變阻器滑杠的一端,另外兩根導(dǎo)線連接滑動變阻器電阻線圈的兩端(即一上二下)。


二、分壓式與限流式的特點(diǎn):

1.待測電阻上電壓的調(diào)節(jié)范圍不同


設(shè)電源的電動勢為E,內(nèi)阻不計。在限流式連接中,待測電阻Rx上的電壓調(diào)節(jié)范圍為RxE/(Rx+Rp)-E(Rp為滑動變阻器的最大阻值)。在分壓式連接中,Rx上的電壓調(diào)節(jié)范圍為0-E。可見分壓式連接中電壓調(diào)節(jié)范圍比限流式大。


2.待測電阻上電流的調(diào)節(jié)范圍不同


設(shè)電源的電動勢為E,內(nèi)阻不計。在限流式連接中,流過待測電阻Rx上的電流調(diào)節(jié)范圍為E/(Rx+Rp)-E/Rx。在分壓式連接中,流過Rx的電流調(diào)節(jié)范圍為0-E/Rx。可見分壓式連接中電流調(diào)節(jié)范圍比限流式大。


從上面兩點(diǎn)可以看出:限流電路的調(diào)節(jié)范圍與Rp有關(guān)。在電源電壓E和待測電阻的電阻Rx一定時,Rp越大,用電器上電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍也越大;當(dāng)Rp比Rx小得多時,用電器上的電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍都很小。而分壓式接法的電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍與滑動變阻器Rp無關(guān)。


3.電路消耗的功率不同在分壓式連接中,干路電流大,電源消耗電功率大。而在限流式連接中,干路電流小,電源消耗電功率小。


三、分壓式與限流式的選擇

滑動變阻器的兩種接法都能控制調(diào)解負(fù)載的電流和電壓,但是在相同條件下調(diào)解效果不同,實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體情況恰當(dāng)?shù)剡x擇限流接法和分壓式接法。


1.通常情況下(滿足安全條件)由于限流式電路能節(jié)約能源,電路結(jié)構(gòu)簡單,因此應(yīng)優(yōu)先選擇限流式接法(以提高電路效率)。


2.為了便于調(diào)解,在待測電阻的阻值Rx小于變阻器總電阻或相差不多,且電壓電流變化不要求從零開始調(diào),可采用限流法3.為了便于調(diào)解,在待測電阻的阻值Rx遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻的情況下應(yīng)選擇分壓式4.在下列情況下必須采用分壓式:


4.1當(dāng)滑動變阻器總電阻小于被測電阻時,且要求測量的電壓或電流變化范圍較大


4.2明確要求測量電路的電壓從零開始變化


4.3若采用限流接法,電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流。


綜上所述,可以簡記為:零起必分(壓),滑小必分(壓);滑大可限(流),但燒表必分。


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