滑動(dòng)變阻器選擇的總體要求
滑動(dòng)變阻器在電路中的功能是調(diào)節(jié)電路,按其連接方式分為限流式和分壓式,不論以哪種方式連接對(duì)其總體要求都是:
(1)電路中測(cè)量部分電壓(電流)隨滑動(dòng)變阻器變化盡量接近線性關(guān)系,這樣才能保證電路測(cè)量部分電壓(電流)隨滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)而出現(xiàn)連續(xù)較大變化。
(2)確保電路安全、操作簡(jiǎn)便。
滑動(dòng)變阻器大小選擇
1、分壓式接法中應(yīng)選擇阻值小的滑動(dòng)變阻器
如圖1所示,在滑動(dòng)變阻器分壓式接法中待測(cè)部分電壓隨滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)滑動(dòng)距離變化圖像,圖中的k表示滑動(dòng)變阻器總阻值與待測(cè)電阻的比例。
從圖中可以看出當(dāng)滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻的比值越大時(shí),滑動(dòng)變阻器先移動(dòng)較長(zhǎng)距離時(shí)待測(cè)電阻電壓變化較小,而后移動(dòng)很小距離時(shí)待測(cè)電阻電壓卻急劇上升,這在實(shí)驗(yàn)操作中是難以控制待測(cè)電阻取適當(dāng)電壓的;而當(dāng)滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻的比值越小,待測(cè)電阻上電壓隨滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)距離變化越接近線性關(guān)系。
因此,分壓式電路中滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)選用阻值較小的(小于待測(cè)電阻)。
2、限流式接法中應(yīng)選擇阻值與待測(cè)電路電阻接近的滑動(dòng)變阻器
如圖2所示,在滑動(dòng)變阻器限流式接法中待測(cè)部分電壓隨滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)滑動(dòng)距離變化圖像,圖中的k表示滑動(dòng)變阻器總阻值與待測(cè)電阻的比例。
從圖2中可以看出:滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻比值越小,待測(cè)電阻上電壓隨滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)距離變化越接近線性變化,但電壓變化幅度卻很小,不便于取多組有明顯差別的數(shù)據(jù)多次測(cè)量;而當(dāng)滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻比值越大時(shí),雖然待測(cè)電阻上的電壓變化幅度很大,但滑動(dòng)變阻器先移動(dòng)較長(zhǎng)距離電壓變化幅度較小,而后移動(dòng)很小距離電壓卻急劇上升,這在實(shí)驗(yàn)操作中是難以控制待測(cè)電阻取適當(dāng)電壓的;而當(dāng)滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻阻值相接近時(shí),待測(cè)電阻上電壓隨滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)距離變化接近線性關(guān)系,且待測(cè)電阻上的電壓變化幅度較大。
因此,限流式電路中滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)選用阻值與待測(cè)電阻相接近的。
為什么滑動(dòng)變阻器可以改變電壓大???
滑動(dòng)變阻器使用時(shí),應(yīng)該與待改變的電路(我們假設(shè)它為R1)串聯(lián),根據(jù)歐姆定律。
1.在總電壓不變時(shí),電流與電阻成反比。所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻增加時(shí),電路中的電流減小。
2.待改變電路(R1)的電阻不變時(shí),電流與電壓成正比所以,當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻增加時(shí),電路中的電流減小,流過(guò)R1的電流減小,由歐姆定律,R1兩端的電壓減小。
3.在串聯(lián)電路中總電壓等于各用電器兩端的電壓之和。所以R1兩端的電壓減小時(shí),總電壓不變,故滑動(dòng)變阻器兩端的電壓增加??傊?,我們可以上述概括成串聯(lián)電路的分壓規(guī)律,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是電阻大的分得的電壓也大,電阻小的分得的電壓少。所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻增加時(shí),它分得的電壓也增加,那么其他與之串聯(lián)的電器分得的電壓就減小了。滑動(dòng)變阻器是串聯(lián)在電路中的調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變了電阻故加在滑變兩端的電壓改變了。根據(jù)U=U1+U2電源電壓不變,導(dǎo)體兩端的電壓就變了。
滑動(dòng)變阻器改變的是電阻,但因電阻跟電壓和電流都有關(guān),電阻發(fā)生變化后就會(huì)引起電流和電壓跟著變化,所以滑動(dòng)變阻器可以改變電壓。其實(shí)也改變了電流強(qiáng)度。電路的其它部分沒(méi)有變化,滑動(dòng)變阻器的電阻改變,包含它在內(nèi)的這部分電路的總電阻就發(fā)生了變化。根據(jù)分壓原理,整個(gè)電路的電壓重新分配。改變了各用電器的電壓。
滑動(dòng)變阻器初態(tài)調(diào)節(jié)?
滑動(dòng)變阻器在電路中的功能是調(diào)控待測(cè)部分電壓電流,為保證安全起見(jiàn),一般要求初始狀態(tài)待測(cè)部分電壓電流最小,實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來(lái)逐漸增大待測(cè)部分電壓電流。因此,滑動(dòng)變阻器限流式接時(shí)滑動(dòng)變阻器與待測(cè)部分是串聯(lián)系關(guān)系,滑動(dòng)變阻器初狀態(tài)應(yīng)調(diào)到最大;滑動(dòng)變阻器分壓式接時(shí)其初狀態(tài)分壓部分電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到最小0,也就是此時(shí)待測(cè)部分電壓、電流從0開(kāi)始最安全。