滑动变阻器的限流式和分压式接法
(一)滑动变阻器在电路中的两种接法:
⑴限流式接法
⑵分压式接法
1.通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流,以控制电路中的电流限流式;如图1所示,当滑动头P从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减小,电路中的电流逐渐增大,变阻器起控制电路电流作用。
注意:实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。
2.通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压,起调压器的作用分压式。如图2所示,电阻R与变阻器左边电阻并联用电器与左边电阻的电压相等,改变P的位置改变用电器R两端电压,实现调制电压作用。(二)两种电路的特点及选取:1.电压和电流的调节范围⑴限流式接法电压范围:
RRRpUU;
电流范围:
URRp
UR
。
(上式中:R为用电器的电阻,Rp为滑动变阻器的全电阻。)可见:限流电路的调节范围与Rp有关。在电源电压U和用电器电阻R一定时,Rp越大,用电器上电压和电流的调节范围也越大;当Rp比R小得多时,用电器上的电压和电流的调节范围都很小。⑵分压式接法电压范围:0U;电流范围:0
UR
。
可见:分压式接法的电压和电流的调节范围与滑动变阻器Rp无关。2.两种电路的比较:⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。3.选择原则:由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电路效率)。例:在如图所示电路,已知U5V,通过变阻器AB连成分压式电路供电,电灯L上标有“25V、25Ω”字样。求:⑴为使小灯泡正常发光且上述电路的效率达到40,应如何选择变阻器的额定电流和电阻值。⑵变阻器如何连接才能使电路的效率达到最大?最大效率为多少?
1
向小灯泡L
f但在下列几种情况下,必须选择分压式连接方式:①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压(电流)的变化范围较大;②明确要求某部分电路的电压从零开始变化;例:测定小灯泡的伏安特性曲线。③若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。例:用伏安法测金属电阻Rx(约为5Ω)的值,已知电流表内阻为1Ω,量程为06A,电压表内阻为几kΩ,量程为3V,电源电动势为9V,滑动变阻器的阻值为0~6Ω,额定电流为5A,试画出测量Rx的原理图。
4.几点说明:⑴对实验器材和装置的选择,应遵循的几条主要原则:①安全性原则②准确性原则③方便r