一、什么是滑動變阻器
滑動變阻器是電路元件,它可以通過來改變自身的電阻,從而起到控制電路的作用。在電路分析中,滑動變阻器既可以作為一個定值電阻,也可以作為一個變值電阻。滑動變阻器的構成一般包括接線柱、 滑片、電阻絲、金屬桿和瓷筒等五部分。滑動變阻器的電阻絲繞在絕緣瓷筒上,電阻絲外面涂有絕緣漆。
滑動變阻器是電學中常用器件之一,它的工作原理是通過改變接入電路部分電阻線的長度來改變電阻的,從而逐漸改變電路中的電流的大小。滑動變阻器的電阻絲一般是熔點高,電阻大的鎳鉻合金,金屬桿一般是電阻小的金屬,所以當電阻橫截面積一定時,電阻絲越長,電阻越大,電阻絲越短,電阻越小。
二、滑動變阻器的接法
首先來認識滑動變阻器,如圖所示,滑動變阻器有A,B,C,D四個接線柱,我們稱為“兩上兩下”即兩個上面的接線柱,兩個下面的接線柱。A、B之間是電阻絲,C、D之間為金屬桿。C、D之間可以來回移動的為劃片,我們一般用字母P表示。滑動變阻器就是靠劃片的移動來改變接入電路中的電阻絲的長度,進而靠改變電阻而改變電路中的電流大小的。
2 按照排列組合的原理,滑動變阻器接入電路中可以有6種不同的接法,分別是AB,AC,AD,BC,BD,CD.但是實際上在這6種接法中有2種接法是起不到“變阻器”的作用的,無法改變電路中的電阻大小。我們可以看出,AB接法中把所有的電阻絲都接入電路中了,事實上是電阻最大的情況。而CD接法則只把上面的金屬桿接入了電路中,同樣無法改變電路中的電阻。在這兩種接法中劃片P是起不到任何作用的,所以,這是兩種不科學的接法,因此,滑動變阻器正確的接法有4種,分別是AC,AD,BC,BD。
滑動變阻器在電路中可以作限流器用,也可以作分壓器用。在確保安全的條件下,如何選用這兩種不同的形式,是由電路中的需要來決定的。
限流式
以下情況可選用限流式接法:①待測用電器電阻接近滑動變阻器電阻(也可選用分壓式接法)。
②簡化電路,節約能源。
分壓式
以下情況必須使用分壓式接法:
①待測用電器電阻遠大于或遠小于滑動變阻器電阻。‘
②實驗要求待測用電器電流及其兩端電壓可以由0開始連續變化(例如測小燈泡的伏安特性曲線)。
③實驗要求待測用電器電流及其兩端電壓可變范圍較大。
④采用限流式接法時,無論如何調節變阻器,電流、電壓都大于對應電表的量程。串分壓公式:U1/U2=R1/R2并分流公式:I 1/I 2=R2/R1在一個并聯電路中,電路中總電阻的倒數等于各支路上電阻的倒數之和。公式為:R串=R1+R2+R3+..+Rn公式為:1/R并=1/R1+1/R2+..+1/Rn
分壓式接法實物圖
分壓式如上圖(b)所示,待測電阻Rx與滑動變阻器Rp的左邊部分電阻并聯后再與右邊部分串聯。因為待測電阻Rx與滑動變阻器Rp左邊電阻并聯,則待測電阻Rx與滑動變阻器Rp左邊電阻兩端的電壓相等,通過改變滑動變阻器滑片P的位置就可以改變待測電阻Rx兩端電壓,實現調節電壓目的。學生往往根據并聯分流的知識容易誤認為限流式。為了實驗安全,在合上開關前,滑片P應在最左邊(a端),這樣可以使待測電阻Rx上的電壓和電流均為零。在進行電路實物連接時,用一根導線連接滑動變阻器滑杠的一端,另外兩根導線連接滑動變阻器電阻線圈的兩端(即一上二下)。
實驗室接法
學生實驗用滑動變阻器(B上的藍色旋鈕為D點)連接的方法有6種,分別為AB、AC、AD、BD、BC、CD其中只有AC,AD,BD,BC這四種方法,也就是所謂的“一上一下”,可以改變阻值。剩下的兩種不能改變阻值。具體情況如下:1.當導線接AC時,滑片P向左移動時電阻變小,電流變大。當滑片P向右移動時,電阻變大,電流變小。接AD相同。2.當導線接BD時,滑片P向左移動時電阻變大,電流變小。當滑片P向右移動時,電阻變小,電流變大。導線接BC相同。3.當導線接CD時,這時的電阻幾乎為0,電流十分大。同時電阻的阻值不可以通過移動滑片P來改變,所以這時變阻器就相當于一根導線。另外,如果這樣直接接到電源上,就會發生短路。4.當導線接AB時。這時的電阻是最大的,那么通過的電流也很小。同時電阻的阻值也不可以通過移動滑片P來改變,也相當于一個定值電阻。