滑动变阻器的分压接法与限流接法

一、滑动变阻器的分压接法与限流接法滑动变阻器的分压接法与限流接法各有什么特点？如何选用？滑动变阻器是电学实验中较重要、较常用的仪器，它能够改变电压和电流的大小.滑动变阻器在电路中有两种连接方式，即分压式和限流式.(1)电路特点图甲为分压式电路，图乙为限流式电路.其中R为用电器电阻，R0为滑动变阻器的电阻，A、B为两端接线柱，C为滑动触头，E、r为电源电动势和内阻.由图可知，两种电路的电路结构性质大不相同.分压电路中，R0全部接入电路，R与RBC并联后又与RAC串联，组成混联电路.而在限流电路中R0的一部分接入电路，并与R串联组成简单的串联电路.一、分压式电路的特点：①滑动触头必须从B到A调节，不致在接通电路时，因超过额定电压而烧坏用电器.②电压可以从零开始变化。当滑动触头C由B向A滑动时，用电器上的电压由零逐渐变大。③R上的电压变化范围是零到0000RRERRRRrRR，当电源的内阻r可以忽略时，R上的电压变化范围是0~E.④当RR0时,C由B向A滑动时，R上电压变化缓慢，C接近A端时电压开始迅速增加，不利于电压调节；当RR0时，电路外电阻主要由R0决定.当C由B向A滑动时，R上的电压变化较快，容易达到所需电压，即RR0时常采用分压式电路.二、限流式电路的特点：①使用限流式电路做实验时，开始滑动触头C应在B端，防止实验中电流过载而烧坏用电器.②当滑动触头C由B向A滑动时，外电路电阻变小，电流由小变大，通过R上的电流始终不为零，电流I在rRE到rRRE0之间变化.③当RR0时，电流可调范围较小；当RR0时，电流可调范围较大，这时经常采用限流式电路.由以上分析得出：当RR0时，常采用分压式电路；当RR0时，常采用限流式电路.关于限流接法和分压接法的一些理论分析在限流接法中，如电路负载电阻为R，滑动变阻器总电阻为r，电源的电动势为E，电源的内电阻忽略不计，则电路中电流的变动范围为E／R≥I≥E／（R＋r）。如果Rr，则r的阻值大小变化对电流几乎不产生影响，电路中电流为E／R；当Rr，电路中电流的变化主要由r的变化决定：I＝E／r。这两种情况下，电路中的电压（或电流）与滑片移动距离的关系，如图4．5－4所示。所以在R与r相差不大，或R＜r时，应选用限流接法。在分压接法中，滑动变阻器输出的电压范围是0≤U≤E。如果Rr，在图4．5－5中，RAC≈r1，UAC＝（r1／R）E，即输出电压与滑动变阻器电阻成线性变化。如果Rr，可分两种情况讨论：（1）r1＜R时，UAC≈（r1／R）E，即UAC随r1线性变化，考虑到Rr，r1变化范围不会很大。（2）Rr1时，UAC＝（R／（R＋r－r1））E所以在Rr，时UAC和滑片移动的距离基本上按对数关系变化。如图4．5－6所示，上式中的r1与图中的L成正比。所以在分压接法中，电压调节范围大，且在Rr时可以得U和L的线性关系，故实际电路中多采用分压接法。如对同一用电器，两种接法均适用，应接成限流电路。因为在分压接法中，通过电源的电流为I＝I用＋I滑，在限流接法中，通过电源的电流为I′＝I用，故分压接法中电功率损失较大。2003-08-08选自：《高中物理学生实验》