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滑动变阻器的使用

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滑动变阻器的使用

一、滑动变阻器的构造与原理
1.滑动变阻器的构造，如图2所示

A、B、C、D四个接线柱，P为滑动触头，AB间为电阻可忽略不计的粗金属杆。CD间为绕制的电阻丝，电阻丝彼此绝缘。
2.原理：根据电阻定律阻值与导体长度成正比，改变接入电路中的电阻丝的长度就实现改度电阻的目的。
二、滑动变阻器的两种连接方式
1：如图3所示，把B与D连接，C、D接入电路，起控制电路电流作用，当滑动头P从右端D向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小。注意实验开始时应将滑动头P至于右端D。

2：如图4所示，把变阻器C、D接线柱与电源连接，C与P与用电器相连。用电器与CP间电阻并联，用电器与CP间电压相等，改变P的位置改变用电器两端电压，实现调制电压作用。注意实验开始时应将滑动头P至于左端C。
3：如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法．
二、两种电路的比较

负载RL上电压调节范围（忽略电源内阻）
负载RL上电流调节范围（忽略电源内阻）
相同条件下电路消耗的总功率
限流接法
E≤UL≤E
≤IL≤
EIL
分压接法
0≤UL≤E
0≤IL≤
E（IL＋Iap）
比较
分压电路调节范围较大
分压电路调节范围较大
限流电路能耗较小
1.从调节范围上比较
分压电路优点：调节范围宽，其次是它的电流，电压都包含了0值且与R0无关。
2.从方便调节的角度比较
在限流电路中，通RL的电流IL=，当R0＞RL时IL主要取决于R0的变化，当R0＜RL时，IL主要取决于RL，特别是当R0<<RL时，无论怎样改变R0的大小，也不会使IL有较大变化．即R0越大，电流、电压变化范围越大; R0越小，电流、电压变化范围越小.
在分压电路中，并联电路电阻比小的那个还小，当R0>>RL时，R并≈RL，所以RL两端电压随R0增大而变化不明显。当RL比R0大或大很多时，R并随R0的变化出现较大的变化化，宜采用分压电路。
归纳为：大负载 R0＜RL时，分压电路 ； 小负载 R0＞RL时，限流电路
大载分压小载限流
3.从两电路连线和节能角度比较
从两电路连线方面看，限流电路简单，分压电路复杂。
从两电路节能方面看，限流电路耗能小（EIL），分压电路耗能大（E（IL＋Iap））。
三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法
滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取．
（1）下列三种情况必须选用分压式接法
①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法．
②当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法．因为按图（b）连接时，因RL>>R0＞Rap，所以RL与Rap的并联值R并≈Rap，而整个电路的总阻约为R0，那么RL两端电压UL=IR并=·Rap，显然UL∝Rap，且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作．
③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法．
（2）下列情况可选用限流式接法
①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法．
②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法．
③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法．

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