限流式與分壓式接法的區別有哪些?
都是變阻器與“電表——待測電阻”系統之間的連接方式。分壓是變相的并聯,限流是串聯。分壓測量范圍廣,更常用;限流可以保護元件,一般需要計算。
所謂限流就是由于電阻的增大,在電壓不變的情況下,回路的電流減小;由于滑動變阻器的電阻,以及與通過其的電流的乘積,即為其兩端的電壓。
滑動變阻器的限流式和分壓式接法
(一)滑動變阻器在電路中的兩種接法:
1.通過改變變阻器電阻來改變電路中的電流,以控制電路中的電流——限流式;
當滑動頭移動過程,滑動變阻器電阻逐漸變化,電路中的電流逐漸變化,變阻器起控制電路電流作用。
注意:實驗開始時應使滑動變阻器連入電路的電阻最大。
2.通過變阻器改變電阻來改變用電器兩端的電壓,起調壓器的作用——分壓式。
電阻R與變阻器電阻并聯,用電器與電阻的電壓相等,改變P的位置改變用電器R兩端電壓,實現調制電壓作用。
(二)兩種電路的特點及選取:
1.電壓和電流的調節范圍
⑴限流式接法 限流電路的調節范圍與Rp有關。在電源電壓U和用電器電阻R一定時,Rp越大,用電器上電壓和電流的調節范圍也越大;當Rp比R小得多時,用電器上的電壓和電流的調節范圍都很小。
⑵分壓式接法 分壓式接法的電壓和電流的調節范圍與滑動變阻器Rp無關。
2、兩種電路的比較
1.從調節范圍上比較
分壓電路優點:調節范圍寬,其次是它的電流,電壓都包含了0值且與R0無關。
從方便調節的角度比較
其中,在限流電路中,通RL的電流IL=E/RL+R0?,當R0>RL時IL主要取決于R0的變化,當R0<RL時,IL主要取決于RL,特別是當R0《《RL時,無論怎樣改變R0的大小,也不會使IL有較大變化.即R0越大,電流、電壓變化范圍越大; R0越小,電流、電壓變化范圍越小。
在分壓電路中,并聯電路電阻比小的那個還小,當R0》》RL時,R≈RL,所以RL兩端電壓隨R0增大而增大,幾乎不受負載影響。當RL比R0小或小很多時,R≈R0這時幾乎不受影響,不宜采用分壓電路。
歸納為:大負載 R0》RL時,分壓電路 小負載 R0《RL時,限流電路大載分壓小限流。
從兩電路連線和節能角度比較
從兩電路連線方面看,限流電路簡單,分壓電路復雜。從兩電路節能方面看,限流電路耗能小(EIL),分壓電路耗能大(E(IL+Iap))。
3、選擇原則:
由于限流式電路能節約能源,一般情況下優先選擇限流式接法(以提高電路效率)。
但在下列幾種情況下,必須選擇分壓式連接方式:
①當滑動變阻器全電阻遠小于被測電阻時,且實驗要求電壓(電流)的變化范圍較大;
②明確要求某部分電路的電壓從零開始變化;
例:測定小燈泡的伏安特性曲線。
③若采用限流接法,電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流。
4.幾點說明:
⑴對實驗器材和裝置的選擇,應遵循的幾條主要原則:
①安全性原則 ②準確性原則 ③方便性原則 ④經濟性原則
⑵分壓電路中,在通過變阻器實際電流小于變阻器額定電流(或電壓)的條件下,盡量選用變阻器總阻值小的變阻器做分壓電路使用。
例:在采用分壓電路做實驗,提供滑動變阻器有:滑動變阻器A,阻值范圍0~20Ω,額定電流2.0A;滑動變阻器B,阻值范圍0~200Ω,額定電流1.0A,根據其它實驗儀器的規格和實驗需要,若兩個變阻器都滿足電流要求,則以選滑動變阻器阻值較小的A為好。(因為調節方便)
下列三種情況必須選用分壓式接法
(1)要求回路中某部分電路電流或電壓實現從零開始可連續調節時(如:測定導體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路),即大范圍內測量時,必須采用分壓接法。
(2)當用電器的電阻RL遠大于滑動變阻器的最大值R0時,必須采用分壓接法。因為按圖(b)連接時,因RL》》R0>Rap,所以RL與Rap的并聯值R并≈Rap,而整個電路的總阻值約為R0,那么RL兩端電壓UL=IR并=U/R0,Rap,顯然UL∝Rap,且Rap越小,這種線性關系越好,電表的變化越平穩均勻,越便于觀察和操作。
(3)若采用限流接法,電路中實際電壓(或電流)的最小值仍超過RL的額定值時,只能采用分壓接法。
2.下列情況可選用限流式接法
(1)測量時對電路中的電流或電壓沒有要求從零開始連續調節,只是小范圍內測量,且RL與R0相差不大或RL略小于R0,采用限流式接法。
(2)電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小,不能滿足分壓式接法的要求時,采用限流式接法。
(3)沒有很高的要求,僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時,可考慮安裝簡便和節能因素優先采用限流式接法。