寫在前面:電學(xué)實(shí)驗(yàn)中關(guān)于滑動(dòng)變阻器選擇基本上是每次必考,現(xiàn)將選擇的方法匯總?cè)缦隆?/p>
一、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。
二、滑動(dòng)變阻器接法選擇
滑動(dòng)變阻器接法有分壓式和限流式兩種,相對(duì)而言限流式接法較簡(jiǎn)單,分壓式接法必備以下三條之一。
1.實(shí)驗(yàn)中要求電壓從0開始連續(xù)可調(diào)
只有分壓式接法滿足此要求,而在限流式接法中,待測(cè)部分的電壓無(wú)法從0開始調(diào)節(jié)。主要是描繪元件的伏安特性曲線。
2.待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器的總電阻大得多
在這種情況下若采用限流式接法,在滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)中待測(cè)電阻上的電壓變化幅度太小,不利于多次測(cè)量求平均值,此時(shí)應(yīng)改用分壓式接法。一般待測(cè)電阻都很大,至少kΩ級(jí)。
3.若采用限流式接法,當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入電路時(shí),待測(cè)電阻上的電壓、電流超過(guò)電表量程或待測(cè)電阻的額定值
顯然,若不采用分壓就違背了電路的安全性原則。一般待測(cè)電阻都很小。
三、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。
四、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,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開始最安全。
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