限流和分壓電路的選取

1、第1頁共4頁圖3圖2限流和分壓電路的選取限流和分壓電路的選取在測量待測電阻以及電學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)類問題中，常常涉及到滑動(dòng)變阻器的分壓式或限流式接法，這類問題常常困繞著老師們的教與學(xué)生們的學(xué)。筆者在此問題上有一點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)提出來與同仁、專家們商榷。一、兩種接法一、兩種接法1、限流式、限流式如圖1所示的電流中變阻器起限流作用，待測電阻Rx的電壓可調(diào)范圍為（電源內(nèi)阻不??~RRRxx?計(jì)）。在合上開關(guān)前要使變阻器所使用的阻值最大，因此，在

2、閉合開關(guān)s前一定要檢查滑動(dòng)觸頭p是否在B端。2、分壓式、分壓式如圖2所示的電路中變壓器起分壓作用，待測電阻Rx的電壓可調(diào)范圍為0~ε（電源內(nèi)阻不計(jì)），顯然比限流時(shí)電壓調(diào)節(jié)范圍大。在合上開關(guān)s前滑動(dòng)觸頭p應(yīng)在A端，此時(shí)對(duì)Rx的輸出電壓為0，滑動(dòng)觸頭p向B滑動(dòng)過程，使待測電阻Rx的電壓、電流從最小開始變化。限流和分壓電路的選取，總的來說，應(yīng)從測量的要求和電路的調(diào)節(jié)兩個(gè)方面考慮。二、測量要求二、測量要求若題目中明確要求電壓從0開始測量，電路的

3、連接一定用分壓式。例1：（1999廣東卷）用圖3中所給的實(shí)驗(yàn)器材測量一個(gè)“12V，5W”的小燈泡在不同電壓下的功率，其中電流表有3A、0.6A兩檔，內(nèi)阻可忽略，電壓表有15V、3V兩檔，內(nèi)阻很大。測量時(shí)要求加在燈泡兩端的電壓可連續(xù)地從0V調(diào)到12V。⑴按要求在實(shí)物圖上連線（其中部分線路已連好）。⑵其次測量時(shí)電流表的指針位置如下圖（b）所示，其讀數(shù)為A分析分析：對(duì)于“12V、5W”的小燈泡其額定電流大約是I=＜0.6A，故安培125表的量

4、程應(yīng)選0～0.6A。根據(jù)測量要求，電壓連續(xù)地從0V調(diào)到12V，應(yīng)接成分壓電路，而不應(yīng)接限流電路。又因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻可忽略，電壓表內(nèi)阻很大，對(duì)電路無影響，電流表內(nèi)接或外接都可以。答案：⑴如圖4所示⑵0.36A（或0.360）解法指導(dǎo)解法指導(dǎo)實(shí)物連接圖的畫法，要先畫出原理圖，其中涉及的電學(xué)元件按實(shí)物圖位置排放，便于實(shí)物連圖4XR圖1第3頁共4頁R=≈17Ω＞10Ω，因此G不可能用限流法，必須使用分壓式。63107.2答案答案：⑴BCFGI；⑵

5、電路圖如圖7所示，實(shí)物連接如圖8所示解法指導(dǎo)解法指導(dǎo)本題的關(guān)鍵是在“額定電壓下”較準(zhǔn)確測量這一要求使得變阻器G無法使用限流式，一般來說，若待測電阻比滑動(dòng)變阻器阻值大得多時(shí)，一般采用分壓式。2、限流式接法對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器阻值較大、限流式接法對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器阻值較大如圖5所示，若滑動(dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)大于待測電阻，則左半邊電路的并聯(lián)值，比待測電阻還小，XRXR但接近，RPB與左半邊并聯(lián)值相比阻值很大，電壓主要分配在RPB上。由于左半邊起主導(dǎo)作用的是X

6、R，而不是RAP。故移動(dòng)滑片P，使上的電壓變化幅度很小，不便于調(diào)節(jié)。這種情況要用限流接法。XRXR例3：用伏安法測量某電阻的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：XRA.待測電阻：范圍在5—8Ω，額定功率1WXRB.電流表A1：量程0—0.6A（內(nèi)阻0.2Ω）C.電流表A2：量程0—3A（內(nèi)阻0.05Ω）D.電壓表V1：量程0—0.6A（內(nèi)阻3KΩ）E.電流表V1：量程0—0.6A（內(nèi)阻15Ω）F.滑動(dòng)變阻器R：0—100ΩG.蓄電池：電動(dòng)勢12VH

7、.導(dǎo)線，電鍵.為了較準(zhǔn)確的測量，并保證器材安全，電流表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選，并畫出電路圖。分析分析：該題既要選擇線路結(jié)構(gòu)，又要選擇儀器。先確定測量電路，額定電壓Um=≈2.8V，VPRx8?應(yīng)選電壓表V1。額定電流Im=≈0.45A，應(yīng)選電流表A1，由Ω＜Rx知，應(yīng)ARPx51?5.24?VARR選外接法。再確定控制電路，由R=100Ω＞10Rx知，應(yīng)選擇限流式電路，其電路圖如圖9所示。解法指導(dǎo)解法指導(dǎo)“分析”中計(jì)算Im、Um都是最大值，因

8、此代入測電阻Rx時(shí)要注意5Ω和8Ω的使用，不宜一味使用同一個(gè)數(shù)據(jù)。四、兩種接法選取的總的指導(dǎo)思想及選材原則四、兩種接法選取的總的指導(dǎo)思想及選材原則1、一般情況要考慮限流式、一般情況要考慮限流式限流式電路連接簡易，且電路操作方便，其電源內(nèi)耗少。由于分壓式的滑動(dòng)變阻器的阻值一般都較小，故干路電流強(qiáng)度大，電源的內(nèi)耗也大。限流式滑動(dòng)變阻器的阻值一般較大，故干路的電流強(qiáng)度小，電源內(nèi)耗相對(duì)小。從能量損失的角度看，實(shí)際電路的選取，應(yīng)優(yōu)先考慮限流式。但

9、有特殊要求（明確要求電壓從0開始測量）和特殊情況下，必須選擇分壓式連接方式。2、選取器材的三條原則、選取器材的三條原則（1）安全性原則安全性要求選用的實(shí)驗(yàn)器件要能保證實(shí)驗(yàn)的正常運(yùn)行。比如，線路中的限流電阻必須滿足要求，確保電流不能超過允許值；通過電流表的電流或加在電壓表上的電壓均不能超過它們的量程；通過電源、滑動(dòng)變阻器的電流不能超過額定值。所有器件都必須符合實(shí)驗(yàn)要求。⑵.準(zhǔn)確性原則要求誤差盡量小，精度盡量高。比如實(shí)驗(yàn)原理不考慮電源和電流

10、表的內(nèi)阻及電壓表的分流作用，就必須選用內(nèi)阻小的電流表及內(nèi)阻大的電壓表；電流表、電壓表在使用時(shí)，要盡可能地選用使指針接近滿刻度量程，這樣可以減小讀數(shù)的誤差，使用歐姆表時(shí)，宜選用指針在中間刻度附近的倍率檔位，因?yàn)楦咦柚祬^(qū)刻度密，電阻不易讀準(zhǔn)，誤差大。而接近零歐姆處雖然刻度較稀，讀數(shù)誤差小，但乘上相應(yīng)倍率，同樣會(huì)使誤差變大。⑶.方便性原則在實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙ＷC順利進(jìn)行的條件下，盡量考慮到操作方便易行。比如，對(duì)于那種高阻值滑動(dòng)變阻器，盡管其額定電流值滿足