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滑动变阻器的分压接法和限流接法.docx

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滑动变阻器的分压接法和限流接法.docx

上传人:guoxiachuanyue005 2022/11/27 文件大小:28 KB

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滑动变阻器的分压接法和限流接法.docx

文档介绍

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滑动变阻器的分压接法和
限流接法
时间:
创作:欧阳理
邛崃一中——杨忠林
滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器,它在电路中的接法有分压和限流两种,近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查。教材对此又没有理论的讲解,又没有实际的指导,学生感到无从下手,笔者从多年的教学经验,结合电路分析,对滑动变阻器的这两种接法使用作一点探讨。
一、滑动变阻器的分压接法和限流接法的
电路分析⑷
1・滑动变阻器的分压接法「匚^—,
ab
如图1所示的电路中,滑动-氐——扌
(b)变阻器总电阻为R0,输入电压为U°,负载电阻R两端的电压U随变阻器调节变化情况作如下的讨论:
首先,不接负载R时,输出端的电压U=R0Rap,可见,

U与成正比,输出电压电线性的,如图1(b丿中①所示。换言之,触头P在ab间移动时,左半部分分得的电压是均匀变化的,电压的变化范围是0—U0。
其次,当滑动变阻器的aP连接负载电阻R时,P点左边电路的等效电阻减小,与P点右边部分串联而得的电压将比原来减小,如图1(b丿②所示。
再次,当负载电阻R很小,对于确定的R,左部分分得的电压将更小,如图如图1ap
(b丿③所示。
可以得出结论:分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压,负载

阻值应该较大。换言之,分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。

如图2所示的电路输入电压为U0,滑动变阻器总阻值为R0,滑动变阻器对负载R0电流的控制情况作如下的讨论:

首先,电路中的电流:
U0a
i=rop+r,可见,1
随RaP
的增大而减小,如图
(b)所示。
当Rap=0时,
电路中的最大电流


I=UR0,R两端的电压最大U=u0。
mRmax0
当Rap最大值R0分别为负载电阻1、
3、5……倍时,电路中电流的最小值为
ImImIm
T、T、~6

负载电阻R两端的最小电压Umin
U0
~T、
U0U0
T、T……
由此可见,若滑动变阻器总电阻R0较小,它对整个电路的电流控制能力就小,反之较大。但是,实际选择滑动变阻器时,并不是R0越大越好。R0很大,其单位长度的阻值越大,触头P处a点稍作移动,整个电路总电阻迅速增大,通过电路的电流就很小,要连续均匀地调节电流,负载R两端的电压,滑动变阻器只能在极小的范围内调节,所以操作很不方便。
通过分析图线,可以得出结论:限流式接法要能在调节过程中平缓控制电流(电压),滑动变器阻值要稍大些。一般来说,约为待测电阻的3—10倍。
二、分压接法和限流接法的比较
滑动变阻器接入电路后,它本身也要消耗电能,不同的接法造成的功率消耗是不一

样的。当负载R通过相同的电流IR时,分压电路接法中的总电流I=IR+IaP;在限流接法电路中的总电I=Ir。故分压式接法时电路总电流大,电源的输出功率(P=IU。)较大,也就是说电路消耗的额外功率大。
结合上述分析滑动变阻器的分压接法和
限流接法对电压、电流等的控制作用见下表:
负载R上电压U调节范围
负载R上电流调节范围
闭合电键前触头处位

相同条件下电
路消耗的总功


压接法
R
U<U
R+RO0<u。
U0
<1<
R+RO一R-
U0
R
a
U°Ir
限流接法
0<U<U0
U0
0<1<——R-R
a
UO(IR+IaP)


分压电路调节
范围大
分压电路调节范围大
都为了
保护电
限流电路能耗
较小

三、滑动变阻器分压接法和限流接法的选择滑动变阻器分压接法和限流接法都能调节负载的电流(电压),但在相同条件下的调节效果不同,实际应用要根据情况恰当地选择适当的方法。通常情况下

(满足安全条件),由于限流电路能耗较小,结构连接简单,因此,:
a,要使某部分电路的电压或电流从零
开始连续调节,只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足(如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)
、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压),为了保证电表和电阻元件免受损坏,必须采用滑动变阻器分压接法连接电路.
c,伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值,若采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流(电压)变化小,这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据,为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流(电压),应选择滑动变阻器的分压接法。

:
a,测量时电路电流(电压丿没须要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且负载电阻R接近或小于滑动变阻器电阻R0,采用滑动变阻器限流接法。
b,电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求,应采用滑动变阻器限流接法。
c,没有很高的要求,仅从安全性和精确性
角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和
节能因素采用滑动变阻器限流接法。
时间:
创作:欧阳理

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