1、限流和分壓接法的比較 滑動(dòng)變阻器常用的接法有兩種,如圖1所示為限流式接法,圖2為分壓式接法。這兩種接法都可以對用電器R進(jìn)行電流和電壓的控制。在滑動(dòng)觸頭P由移動(dòng)的過程中,若不計(jì)電源內(nèi)電阻,兩種電路對R的電流和電壓的控制情況如下表:
在限流電路(圖1)中,電阻R上的電流強(qiáng)度 當(dāng)時(shí),無論怎樣改變的大小,都不會(huì)使通過R的電流有明顯變化??梢姡挥性?img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2018/05/0607/132236921_10_2018050607002197' data-ratio='0.4375' data-type='gif' data-w='48' src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2018/05/0607/132236921_10_2018050607002197'>或兩者相差不多的情況下,滑動(dòng)變阻器才會(huì)對R上的電流有明顯的控制作用。 在分壓電路(圖2)中,不管電阻R的大小如何,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器觸頭位置,都可以使通過被測電阻R的電流由0變到,通過被測電阻R的電流有明顯變化。 從電能損耗方面分析,圖1的損耗比圖2要小,且圖1具有電源負(fù)擔(dān)輕,電路連接簡便等優(yōu)點(diǎn)。 2、兩種接法的選用原則 (1)負(fù)載電阻的阻值遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻,須用分壓式電路。若接成限流式,當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí),電路中電流變化不明顯,測得的電壓和電流取值范圍小。 例1、某電壓表的內(nèi)阻在之間,現(xiàn)要測量其內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材: 待測電壓表V(量程3V); 電流表(量程); 電流表(量程); 電流表(量程) 滑動(dòng)變阻器R(最大阻值); 電源(電動(dòng)勢4V); 電鍵K。 (1)所提供的電流表中,應(yīng)選用____________。 (2)為了盡量減小誤差,要求測多組數(shù)據(jù)。試畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖。 分析:將電流表、電壓表串聯(lián),只要讀出兩表讀數(shù),即可用公式求得電壓表的內(nèi)阻。通過電壓表的最大電流值 故電流表應(yīng)選。 由于變阻器的阻值遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻,且要求測多組數(shù)據(jù),故變阻器用分壓式連接,如圖3所示。 (2)要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大,或者需要從零開始連接可調(diào),須用分壓式接法。 例2、已知某電阻絲的電阻約為,現(xiàn)有下列器材供測量該電阻絲的電阻時(shí)使用; A. 量程為,內(nèi)阻是的電流表。 B. 量程為3V,內(nèi)阻是的電壓表。 C. 阻值是,額定電流為2A的滑動(dòng)變阻器。 D. 蓄電池(6V)。 E. 開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干。 要求:畫出用伏安法測上述電阻絲的電阻的電路圖,測量數(shù)據(jù)要盡量多。 分析:若采用限流式接法,由于電阻絲阻值為,在3V電壓(電壓表的量程)下工作,則流過它的最大電流為,改變滑動(dòng)變阻器的阻值(0~),電路中電流變化范圍約為,電流取值范圍比較小,故采用分壓式接法比較好。電路圖如圖4所示。 (3)若電源的電動(dòng)勢較大,負(fù)載電阻及滑動(dòng)變阻器的總阻值不大,則用分壓式接法。 例3、用伏安法測量一個(gè)定值電阻的器材規(guī)格如下: 待測電阻(約); 直流電流表(量程,內(nèi)阻); 直流電壓表(量程,內(nèi)阻); 直流電源(輸出電壓3V,內(nèi)阻不計(jì)); 滑動(dòng)變阻器(阻值范圍,允許最大電流1A); 電鍵一個(gè),導(dǎo)線若干條。 根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。 分析:若滑動(dòng)變阻器采用限流式連接,則將其全部接入電路時(shí),電路電流為 仍大于直流電流表的最大量程(10mA),故滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式連接。又因,故采用電流表外接法,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖5所示。 (4)當(dāng)負(fù)載電阻的阻值小于變阻器總電阻R或相差不多時(shí),若兩種電路都可以對負(fù)載的電流和電壓有明顯的調(diào)節(jié),或兩種電路都滿足實(shí)驗(yàn)要求,且電壓、電流變化不要求從零調(diào)起,則多采用限流式接法,這樣的接法電源負(fù)擔(dān)輕,能耗小。 例4、在一次實(shí)驗(yàn)中需要較準(zhǔn)確地測量某一個(gè)金屬絲的電阻,已知金屬絲的電阻,約為;電流表量程3A,內(nèi)電阻約;電壓表量程3V,內(nèi)電阻約;電源電動(dòng)勢6V;滑動(dòng)變阻器R的總電阻,額定電流。試畫出測量金屬絲電阻的電路圖。 分析:電源電動(dòng)勢為, 流過金屬絲的電流約 可采用限流接法,電路如圖6所示。 |
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