分壓式電路中滑動變阻器的選擇

作者:電工吧 日期:2020-07-07 20:03:26 人氣: 欄目:電阻器

  滑動變阻器是中學電學實驗中常用的儀器, 是一個能連續改變電阻值的可變電阻,它在電路中用于調控用電器的電流、電壓。常用的接法有分壓式和限流式兩種。在電學實驗中,如何把滑動變阻器正確的接入電路是學生感到非常棘手的問題之一,也是實驗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

  分壓式電路中滑動變阻器的選擇

  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,右邊部分被短路不起作用。當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。學生往往根據串聯分壓的知識容易誤認為分壓式。為了實驗安全,在實驗開始時應使滑動變阻器連入電路的電阻最大,通常做法是,在合上開關前,滑片P應在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。在進行電路實物連接時,應該用一根導線連接滑動變阻器滑杠的一端,另一根導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后再與右邊部分串聯。因為待測電阻Rx與滑動變阻器Rp左邊電阻并聯,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,實現調節電壓目的。學生往往根據并聯分流的知識容易誤認為限流式。為了實驗安全,在合上開關前,滑片P應在最左邊(a端),這樣可以使待測電阻Rx上的電壓和電流均為零。在進行電路實物連接時,用一根導線連接滑動變阻器滑杠的一端,另外兩根導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:

  1. 待測電阻上電壓的調節范圍不同

  設電源的電動勢為E,內阻不計。在限流式連接中,待測電阻Rx上的電壓調節范圍為RxE/(Rx+ Rp)-E(Rp為滑動變阻器的最大阻值)。在分壓式連接中,Rx上的電壓調節范圍為0-E??梢姺謮菏竭B接中電壓調節范圍比限流式大。

  2. 待測電阻上電流的調節范圍不同

  設電源的電動勢為E,內阻不計。在限流式連接中,流過待測電阻Rx上的電流調節范圍為E/(Rx+ Rp)-E/ Rx。在分壓式連接中,流過Rx的電流調節范圍為0-E/ Rx??梢姺謮菏竭B接中電流調節范圍比限流式大。

  從上面兩點可以看出:限流電路的調節范圍與Rp有關。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節范圍也越大;當Rp比Rx小得多時,用電器上的電壓和電流的調節范圍都很小。而分壓式接法的電壓和電流的調節范圍與滑動變阻器Rp無關。

  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解負載的電流和電壓,但是在相同條件下調解效果不同,實際應用中要根據具體情況恰當地選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約能源,電路結構簡單,因此應優先選擇限流式接法(以提高電路效率)。

  2.為了便于調解,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,可采用限流法3.為了便于調解,在待測電阻的阻值Rx遠大于變阻器的總電阻的情況下應選擇分壓式4.在下列情況下必須采用分壓式:

  4.1當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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