滑動(dòng)變阻器的正確連接方法

簡(jiǎn)單記憶：“一上一下”

即使用滑動(dòng)變阻器的金屬片所在的金屬桿上的兩個(gè)接線柱中的任一個(gè)，即一上；

使用連著電阻絲兩頭的兩個(gè)接線柱中的一個(gè)，即一下

但如果題目中有要求，滑片向哪移動(dòng)時(shí)電阻增大或減小，應(yīng)注意下面那個(gè)接線柱的接法，如果使電阻增大的話，滑片應(yīng)該離下面那個(gè)接線柱越遠(yuǎn)。

一、限流式連接方式的特點(diǎn)

滑動(dòng)變阻器用作限流時(shí)，其連接如圖1所示。它是把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，用以控制或調(diào)節(jié)電路中的電流。使用時(shí)，連接滑動(dòng)變阻器的導(dǎo)線應(yīng)分別接金屬桿一端和電阻線圈一端的接線柱。此電路中，待測(cè)電阻Rx兩端電壓的調(diào)節(jié)范圍約為E·Rx/（R+Rx）和E之間。

二、分壓式連接方式的特點(diǎn)

滑動(dòng)變阻器用作分壓時(shí)，其連接如圖2所示。它是從滑動(dòng)變阻器上分出一部電壓在待測(cè)電阻上。其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)它的滑動(dòng)觸頭從a端向b端滑動(dòng)時(shí)，待測(cè)電阻Rx上可分得從零開(kāi)始連續(xù)變化的所需電壓（限流式不能），電壓的調(diào)節(jié)范圍是0和E之間，比用作限流時(shí)調(diào)節(jié)范圍要大。

三、兩種連接方式的選取

在負(fù)載電流要求相同的情況下，限流電路中干路電流比分壓電路中的干路電流更小，所以限流電路中消耗的總功率較小，電源消耗的電能就較小，這說(shuō)明限流具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)視實(shí)驗(yàn)要求靈活選取分壓電路或限流電路。

（一）分壓電路的選取

1．若實(shí)驗(yàn)要求某部分電路的電壓變化范圍較大，或要求某部分電路的電流或電壓從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)，或要求多測(cè)幾組I、U數(shù)據(jù)，則必須將滑動(dòng)變阻器接成分壓電路。

例1　測(cè)定小燈泡“6V，3W”的伏安特性曲線，要求實(shí)驗(yàn)中燈泡兩端的電壓從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)。供選擇的器材有：電壓表V1（量程6V，內(nèi)阻20kΩ），電流表A1（量程3A，內(nèi)阻0．2Ω），電流表A2（量程0．6A，內(nèi)阻1Ω），變阻器R1（ 0～100Ω，0．5A），變阻器R2（0～20Ω，0．2A），學(xué)生電源E（6～8V）、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。選擇出符合實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)器材并設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路。

分析：不管是從題中要求燈泡兩端電壓必須從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào)的角度考慮，還是從為了最終能較準(zhǔn)確畫出伏安特性曲線必須多測(cè)幾組I、U數(shù)據(jù)的角度考慮，限流電路都難以滿足要求，因此必須采用分壓電路。實(shí)驗(yàn)電路如圖3所示。

器材包括：電壓表V1、電流表A2、變阻器R2、電源、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線。

若實(shí)驗(yàn)中要用小阻值的滑動(dòng)變阻器控制大阻值負(fù)載，或者題中所給電源電動(dòng)勢(shì)過(guò)大，盡管滑動(dòng)變阻器阻值也較大，但總電流大于負(fù)載的額定電流值，或總電流大于接入電表的量程，此時(shí)的滑動(dòng)變阻器也應(yīng)接成分壓式電路； 若負(fù)載電阻的額定電流不清楚，為安全起見(jiàn)，一般也連成分壓電路。

例2　為了較準(zhǔn)確地用伏安法測(cè)定一只阻值大約是3kΩ的電阻，備用的器材有：A．直流電源，電壓12V，內(nèi)阻不計(jì)；B．電壓表，量程0～3～15V，內(nèi)阻10kΩ；C．電流表，量程0～0．6～3A，內(nèi)阻20Ω；D．毫安表，量程5mA，內(nèi)阻200Ω；E、滑動(dòng)變阻器，阻值0～50Ω； G、電鍵及導(dǎo)線若干。試設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路。

分析：本題中，由于待測(cè)電阻約為3kΩ，而滑動(dòng)變阻器控制大阻值負(fù)載的情況，因此應(yīng)將滑動(dòng)變阻器接成分壓電路，否則無(wú)法調(diào)節(jié)負(fù)載電阻兩端的電壓及通過(guò)負(fù)載電阻的電流的有效變化而造成較大的偶然誤差。設(shè)計(jì)電路如圖4所示（ 外接法及電表選取分析略） 。

例3　用伏安法測(cè)一個(gè)電阻Rx的阻值。提供器材有：待測(cè)電阻Rx（約5kΩ）、電壓表（0～3V，內(nèi)阻100kΩ）、微安表（0～500μA，內(nèi)阻100Ω）、變阻器（0～20kΩ）、穩(wěn)壓電源（輸出電壓15V）。試設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路。

分析：若接成限流電路，電路中最小電流：Imin=E/R=15/（5+20）×103A=0．6×10- 3A=600μA，大于微安表的量程。因此，為了電路安全必須將變阻器接成分壓電路，如圖2所示。

（二）限流電路的選取

1．一般說(shuō)來(lái)，題目若沒(méi)有特別的要求，由于限流電路具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，并且限流電路的連接較為簡(jiǎn)便，則優(yōu)先采用限流接法。由圖1和圖2不難看出，若用電器正常工作，圖2電路中的總電流必然大于圖1電路中的總電流，因而圖2分壓電路消耗的電功率較大。所以，為了節(jié)能和電路連接的方便，通常采用限流式接法。

2．若題目中要用較大阻值的滑動(dòng)變阻器控制阻值較小的負(fù)載，在保證負(fù)載和電表安全的前提下，一般也將滑動(dòng)變阻器接成限流電路。

例4　在上述的圖2電路中，如果Rx較小，R較大，那么在P由a滑到b的過(guò)程中，由于Pa電阻與Rx并聯(lián)的電阻較接近Rx，因此在開(kāi)始的很長(zhǎng)一段距離上Rx上的電壓變化較小，而在P接近b端時(shí)，因并聯(lián)值與P電阻迅速接近而使Rx上電壓發(fā)生突變（即突然增加），故此不易控制，所以此種情況下應(yīng)把滑動(dòng)變阻器接成限流電路。

可見(jiàn)，如若切實(shí)掌握了分壓與限流接法的電路特點(diǎn)和電路選擇原則，有關(guān)滑動(dòng)變阻器的連接問(wèn)題就可迎刃而解了。

滑動(dòng)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(lái)決定的。

限流式接法：

①待測(cè)電阻接近滑動(dòng)變阻器電阻（也可選用分壓式接法）。

②簡(jiǎn)化電路，節(jié)約能源。所以一般情況下能用限流電路的盡量用限流

分壓式

以下情況必須使用分壓式接法：

①待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于或遠(yuǎn)小于滑動(dòng)變阻器電阻。

②實(shí)驗(yàn)要求待測(cè)用電器電流及其兩端電壓可以由0開(kāi)始連續(xù)變化（例如測(cè)小燈泡的伏安特性曲線）。

③實(shí)驗(yàn)要求待測(cè)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(shí)，無(wú)論如何調(diào)節(jié)變阻器，電流、電壓都大于對(duì)應(yīng)電表的量程。

高中階段，對(duì)分壓和限流的考察比較多，當(dāng)選擇分壓電路時(shí)，如果題目中出現(xiàn)多個(gè)滑動(dòng)變阻器可選擇，則一定選范圍小的那個(gè)。