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电位器作为变阻器

第三章-直流电路

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学习目标

    • 变阻器使用
    • 连接一个电位器作为变阻器
    • 简单的电机速度控制
    • 使用电压表在电流表上验证连续电路

    零件和材料

    • 6伏电池
    • 电位器,单圈,5kΩ,线性锥度(无线电小屋目录#271-1714)
    • 小型“爱好”电机,永磁式(Radio Shack catalog # 273-223或同等产品)

    对于这个实验,您将需要一个相对低值的电位器,当然不能超过5 kΩ。

    交叉参考

    电路课程,第一卷,第二章:“欧姆定律”

      原理图

      使用电位器作为变阻器的接线示意图

      电位器接线的说明

      电位器发现其最复杂的应用作为分压器,其中轴位置决定一个特定的电压分配比。

      但是,我们不一定需要一个可变分压器的应用,而是仅是可变电阻:双终端设备。

      从技术上讲,可变电阻被称为a变阻器,但电位器可以很容易地发挥变阻器的作用。

      在其最简单的配置中,电位计可以通过简单地使用刮水器终端和另一个终端之一来用作变阻器,第三个终端留下未连接和未使用:

      将电位器控制朝着使雨刷最接近其他所使用的端子的方向移动,会产生较低的电阻。

      可以通过使用不同的一组终端来改变增加或减小电阻所需的运动方向:

      但是,要小心,不要使用两个外部终端,因为这会导致电阻没有变化当电位器轴转动时。

      换句话说,它将不再起作用多变的电阻:

      构建电路如示意图和图示,只使用电位器上的两个端子,看看如何通过调节轴位置来控制电机速度。

      实验用不同的端子连接在电位器上,注意电机转速控制的变化。

      如果电位器具有高电阻(如两个外部端子之间测量),则电机可能根本不能移动,直到刮水器靠近连接的外部端子。

      正如你所看到的,电机转速可以通过串联变阻器来改变总电路电阻和限制总电流。

      然而,这种简单的电动机速度控制方法效率低下,因为它导致大量功率被变阻器散发(浪费)。

      一种更有效的电机控制方法依赖于快速“脉冲”的电力电机,使用一个高速开关设备,如晶体管

      一种类似的功率控制方法用于家庭光线“调光”开关。

      不幸的是,这些技术太复杂了,目前还无法在实验中探索。

      当电位器用作变阻器时,“未使用的”端子通常连接到雨刷端子,如下所示:

      起初,这似乎毫无意义,因为它对耐药性控制没有影响。你可以通过在电路中插入另一根导线来验证这一事实,并比较改变前后的运动行为:

      如果电位器处于良好的工作状态,则此额外的电线无差异。

      但是,如果刮水器失去与电位器内的电阻条接触,则该连接确保电路不完全打开:仍然将通过电机的电流仍然存在电阻路径。在某些应用中,这可能是一个重要的。

      旧的电势计往往会遭受雨刷和电阻片之间接触的间歇损耗,如果一个电路不能容忍这种情况造成的完全的连续性损失(无限电阻),那么“额外的”电线提供了一种保护措施,以保持电路的连续性。

      你可以通过断开电位器的中间端子与端子条的连接来模拟这样的雨刷接触“故障”,测量电机上的电压以确保仍然有功率到达它,不管它有多小:

      使用电机电压是测量电路电流的更安全的替代方案

      测量电路电流而不是电机电压来验证一个完整的电路是有效的,但这是一个更安全的方法,因为它不涉及断开电路来插入一个串联的安培计。

      当使用电流表时,如果将电流表连接到一个重要的电压源,就有可能造成短路,可能导致仪器损坏或人身伤害。电压表缺乏这种固有的安全风险,因此,无论何时测量电压而不是测量电流来验证相同的东西,这是更明智的选择。

      相关工作表: