滑动变阻器的分压接法与限流接法
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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RR0E，当电源的内阻r可以忽略时，RRR0RR0rRR0上的电压变化范围是0~E. ④当R<<R0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R>>R0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R>>R0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EE流始终不为零，电流I在到之间变化. RR0rRr③当R>>R0时，电流可调范围较小；当R<<R0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R>>R0时，常采用分压式电路；当R<<R0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R>>r，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R<，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R>>r，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R<，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R<，r1变化范围不会很大。（2）R<1时，UAC＝（R／（R＋r－r1））E所以在R<，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R>>r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》
本文来源：https://www.wddqw.com/doc/bddac16ae618964bcf84b9d528ea81c758f52e31.html