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张前军物理教学随笔

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滑动变阻器接法与大小选择分析  

2011-05-11 15:31:38|  分类: 实验 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       写在前面:电学实验中关于滑动变阻器选择基本上是每次必考,现将选择的方法汇总如下。

一、滑动变阻器选择的总体要求

滑动变阻器在电路中的功能是调节电路,按其连接方式分为限流式和分压式,不论以哪种方式连接对其总体要求都是:

(1)电路中测量部分电压(电流)随滑动变阻器变化尽量接近线性关系,这样才能保证电路测量部分电压(电流)随滑动变阻器的调节而出现连续较大变化。

(2)确保电路安全、操作简便。

二、滑动变阻器接法选择

滑动变阻器接法有分压式和限流式两种,相对而言限流式接法较简单,分压式接法必备以下三条之一。

1.实验中要求电压从0开始连续可调

只有分压式接法满足此要求,而在限流式接法中,待测部分的电压无法从0开始调节。主要是描绘元件的伏安特性曲线。

2.待测电阻的阻值比滑动变阻器的总电阻大得多

在这种情况下若采用限流式接法,在滑动变阻器调节中待测电阻上的电压变化幅度太小,不利于多次测量求平均值,此时应改用分压式接法。一般待测电阻都很大,至少kΩ级。

3.若采用限流式接法,当滑动变阻器全部接入电路时,待测电阻上的电压、电流超过电表量程或待测电阻的额定值

显然,若不采用分压就违背了电路的安全性原则。一般待测电阻都很小。

2011年05月11日 - 张前军 - 张前军物理教学随笔       三、滑动变阻器大小选择

1、分压式接法中应选择阻值小的滑动变阻器

如图1所示,在滑动变阻器分压式接法中待测部分电压随滑动变阻器调节滑动距离变化图像,图中的k表示滑动变阻器总阻值与待测电阻的比例。

从图中可以看出当滑动变阻器与待测电阻的比值越大时,滑动变阻器先移动较长距离时待测电阻电压变化较小,而后移动很小距离时待测电阻电压却急剧上升,这在实验操作中是难以控制待测电阻取适当电压的;而当滑动变阻器与待测电阻的比值越小,待测电阻上电压随滑动变阻器调节距离变化越接近线性关系。

因此,分压式电路中滑动变阻器的阻值应选用阻值较小的(小于待测电阻)。

2011年05月11日 - 张前军 - 张前军物理教学随笔

 2、限流式接法中应选择阻值与待测电路电阻接近的滑动变阻器

如图2所示,在滑动变阻器限流式接法中待测部分电压随滑动变阻器调节滑动距离变化图像,图中的k表示滑动变阻器总阻值与待测电阻的比例。

从图2中可以看出:滑动变阻器与待测电阻比值越小,待测电阻上电压随滑动变阻器调节距离变化越接近线性变化,但电压变化幅度却很小,不便于取多组有明显差别的数据多次测量;而当滑动变阻器与待测电阻比值越大时,虽然待测电阻上的电压变化幅度很大,但滑动变阻器先移动较长距离电压变化幅度较小,而后移动很小距离电压却急剧上升,这在实验操作中是难以控制待测电阻取适当电压的;而当滑动变阻器与待测电阻阻值相接近时,待测电阻上电压随滑动变阻器调节距离变化接近线性关系,且待测电阻上的电压变化幅度较大。

因此,限流式电路中滑动变阻器的阻值应选用阻值与待测电阻相接近的。

四、滑动变阻器初态调节

滑动变阻器在电路中的功能是调控待测部分电压电流,为保证安全起见,一般要求初始状态待测部分电压电流最小,实验时通过调节滑动变阻器来逐渐增大待测部分电压电流。因此,滑动变阻器限流式接时滑动变阻器与待测部分是串联系关系,滑动变阻器初状态应调到最大;滑动变阻器分压式接时其初状态分压部分电阻应调节到最小0,也就是此时待测部分电压、电流从0开始最安全。

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