滑动变阻器
电路原件
滑动变阻器是电路元件,它可以通过来改变自身的电阻,从而起到控制电路的作用。在电路分析中,滑动变阻器既可以作为一个定值电阻,也可以作为一个变值电阻。滑动变阻器的构成一般包括接线柱滑片电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。滑动变阻器的电阻丝绕在绝缘瓷筒上,电阻丝外面涂有绝缘漆。
工作原理
滑动变阻器是电学中常用器件之一,它的工作原理是通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的,从而逐渐改变电路中的电流的大小。滑动变阻器的电阻丝一般是熔点高,电阻大的镍铬合金,金属杆一般是电阻小的金属,所以当电阻横截面积一定时,电阻丝越长,电阻越大,电阻丝越短,电阻越小。
主要作用
(1)保护电路。
(2)通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流的大小和方向,从而改变与之串联的导体(用电器)两端的电压。在连接滑动变阻器时,要求:“一上一下,重点在下”,金属杆和电阻丝各用一个接线柱;实际连接应根据要求选择电阻丝的两个接线柱。
(3)改变电压。探究欧姆定律时( ),起到改变与其串联的用电器两端电压的作用。
(4)利用伏安法测电阻,依据是欧姆定律的变形公式: 。
主要材料
滑动变阻器电阻丝的材料一般为康铜丝镍铬合金丝,将康铜丝或镍铬合金丝绕制在绝缘筒上,两端用引线引出,变阻器的滑片接触电阻丝并可调节到两端的距离,从而改变金属杆到电阻丝两端的电阻,这就组成了滑动变阻器。还有就是用电阻材料(比如碳质材料)“镀”在绝缘基板上,由中间的滑片来调节电阻的滑动变阻器。
接法
滑动变阻器在电路中可以作限流器用,也可以作分压器用。在确保安全的条件下,如何选用这两种不同的形式,是由电路中的需要来决定的。
限流式
以下情况可选用限流式接法:
①待测用电器电阻接近滑动变阻器电阻(也可选用分压式接法)。
②简化电路,节约能源。
分压式
以下情况必须使用分压式接法:①待测用电器电阻远大于或远小于滑动变阻器电阻。②实验要求待测用电器电流及其两端电压可以由0开始连续变化(例如测小灯泡的伏安特性曲线)。③实验要求待测用电器电流及其两端电压可变范围较大。④采用限流式接法时,无论如何调节变阻器,电流、电压都大于对应电表的量程
串分压公式:U1/U2=R1/R2
并分流公式:I 1/I 2=R2/R1
在一个并联电路中,电路中总电阻的倒数等于各支路上电阻的倒数之和。
公式为:R串=R1+R2+R3+..........+Rn
公式为:1/R并=1/R1+1/R2+...........+1/Rn
实验室接法
连接的方法有6种,分别为AB、AC、AD、BD、BC、CD
其中只有AC,AD,BD,BC这四种方法,也就是所谓的“一上一下”,可以改变阻值。
剩下的两种不能改变阻值。
具体情况如下:
1、当导线接AC时,滑片P向左移动时电阻变小,电流变大。当滑片P向右移动时,电阻变大,电流变小。接AD相同。
2、当导线接BD时,滑片P向左移动时电阻变大,电流变小。当滑片P向右移动时,电阻变小,电流变大。导线接BC相同。
3、当导线接CD时,这时的电阻几乎为0,电流十分大。同时电阻的阻值不可以通过移动滑片P来改变,所以这时变阻器就相当于一根导线。另外,如果这样直接接到电源上,就会发生短路
4、当导线接AB时。这时的电阻是最大的,那么通过的电流也很小。同时电阻的阻值也不可以通过移动滑片P来改变,也相当于一个定值电阻。
分类
可变式电阻器一般称为电位器,从形状上分有圆柱形、长方体形等多种形状;从结构上分有直滑式、旋转式、带开关式、带紧锁装置式、多连式、多圈式、微调式和无接触式等多种形式;从材料上分有碳膜、合成膜、有机导电体、金属玻璃釉和合金电阻丝等多种电阻体材料。碳膜电位器是较常用的一种。电位器在旋转时,其相应的阻值依旋转角度而变化。
变化规律
变化规律有三种不同形式。
X型为直线型,其阻值按角度均匀变化。它适于作分压、调节电流等用。如在电视机中作场频调整。
Z型为指数型,其阻值按旋转角度依指数关系变化(阻值变化开始缓慢,以后变快),它普遍使用在音量调节电路里。由于人耳对声音响度的听觉特性是接近于对数关系的,当音量从零开始逐渐变大的一段过程中,人耳对音量变化的听觉最灵敏,当音量大到一定程度后,人耳听觉逐渐变迟钝。所以音量调整一般采用指数式电位器,使声音变化听起来显得平稳、舒适。
D型为对数型,其阻值按旋转角度依对数关系变化(即阻值变化开始快,以后缓慢),这种方式多用于仪器设备的特殊调节。在电视机中采用这种电位器调整黑白对比度,可使对比度更加适宜。
电路中进行一般调节时,采用价格低廉的碳膜电位器;在进行精确调节时,宜采用多圈电位器或精密电位器
应用
音响上调节音量大小的旋钮;台灯上调节灯光亮度的旋钮;电脑上调节显示器亮暗的旋钮;调节电烫斗的温度的旋钮,另外,汽车上的油量表,过磅称的称重仪等都利用了滑动变阻器。
滑动变阻器在电路中的作用
(1)保护电路,即连接好电路,开关闭合前,应调节滑动变阻器的滑片P,使滑动变阻器接入电路部分的电阻最大。
(2)通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流,从而改变与之串联的导体(用电器)两端的电压。在连接滑动变阻器时,要求:一上一下,各用一个接线柱;实际连接应根据要求选择下面的接线柱
另外,日常生活中我们经常用到旋钮型变阻器,能够调整音量的电位器,调节台灯亮度的旋钮等等,它们的工作原理都是与滑动变阻器的工作原理类似。
欧姆定律
参考资料
最新修订时间:2024-05-16 08:22
目录
概述
工作原理
主要作用
参考资料