1、限流电路和分压电路,高二物理组 尹进,一个电路一般可分为电源、控制电路和测量电路三部分。控制电路的任务就是控制负载的电流和电压，使其达到预定的要求。常用的是限流电路和分压电路。控制元件主要使用滑动变阻器或电阻箱。,1、限流电路,电路如图所示，根据欧姆定律可知，电流的最大值和最小值分别为Imax=E/RZ ， Imin=E/(RZ+R0)即 IE/(RZ+R0), E/RZ （式中R0表示滑动变阻器的总电阻） 这就是电流的调节范围。R0越大，Imin越小，调节范围越大。 相应的电压调节范围为U E RZ /(RZ+R0), E 。显然U 0, E RZ /(RZ+R0) 这个范围内的电压无法获得
2、。,一般情况下负载中的电流为,上式中，,分别作出K取不同值时流过负载的电流I随X变化的图像如下图所示：,由左图可以看出，K越小（即R0越大），电流的调节范围越大，但是电流调节的线性度也越差，调节的时候不方便。,分压电路如图所示，当滑动触头C由A端滑至B端，负载上电压由0变至E，调节的范围与变阻器的阻值无关，当滑动触头C在任一位置时，负载上的电压为,2、分压电路,上式中，,分别作出K取不同值时流过负载的电流I随X变化的图像如下图所示：,上式中，,由左图可以看出，电压的调节范围与K的取值无关，K越大（即R0越小），电压调节的线性度越好（即负载两端的电压能够随着滑片位置的移动均匀变化），调节时很方便
3、。,综上，分压式电路更适合应用在滑动变阻器的总电阻比负载电阻小得多的情况。此时若采用限流式电路的话，限流效果很不明显（电流调节范围很小）。,3、两种用法的选择,(1)当负载电阻的阻值小于变阻器总电阻R或相差不多时，若两种电路都可以对负载的电流和电压有明显的调节，或两种电路都满足实验要求，且电压、电流变化不要求从零调起，则多采用限流式接法，这样的接法电源负担轻，能耗小，电路连接简便。,(2)如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法： 用电器的电压或电流要求从零开始连续可调。 例如：校准电表或描绘某个电学元件的伏安曲线 要求电器的电压或电流变化范围大，负载电阻的阻值远大于变阻
4、器的总电阻，须用分压式电路。若接成限流式，当改变滑动变阻器的阻值时，电路中电流变化不明显，测得的电压和电流取值范围小。 采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额定值。,例 ：用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻Rx（约100 ）;直流电流表（量程010 mA、内阻50 ）;直流电压表（量程03 V、内阻5 k）;直流电源（输出电压4 V、内阻不计）；滑动变阻器（015 、允许最大电流1 A）；开关1个，导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图。,用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于 Rx ，故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用变阻器的限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，Imin=24 mA10 mA，此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用 分压接法。,解析：,图4,
