調(diào)溫用電器的幾種電路分析

生活中許多電熱器需要調(diào)節(jié)溫度，如電熱毯、電飯鍋、電熱水器等，我們姑且稱它們?yōu)檎{(diào)溫用電器。這類調(diào)溫用電器一般是通過改變開關(guān)的作用來調(diào)節(jié)電阻值的大小來達到調(diào)溫目的的，但各自工作過程有所不同。下面筆者歸納由兩個電阻組成的幾種常見調(diào)溫電路，進而分析各種電路的特點。

一、利用開關(guān)控制并聯(lián)支路調(diào)溫

這類電路圖如圖1甲所示。

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這類電路的變化圖為乙圖。當S斷開時，電路的功率P1=U2/R2；當S閉合時，電路的功率P2=U2/R1+U2/R2，可知P2>P1。S閉合時，電路為加熱狀態(tài)，R1為加熱電阻；S斷開時，電路為保溫狀態(tài)，R2為調(diào)溫電阻，R1、R2關(guān)系需滿足R1

二、利用單刀雙擲開關(guān)調(diào)溫

這類電路圖如圖2甲所示。

這類電路的變化圖為乙圖。當S分別接a、b

時，電路的電功率分別為P1=U2/R1，P2=U2/R2。R1、R2中阻值小的為加熱電阻，阻值大的為保溫電阻，工作時可互不影響。

三、利用單刀單擲開關(guān)和單刀雙擲開關(guān)共同調(diào)溫

這類電路圖如圖3所示。

分析：圖4中，當S1斷開，S2接b時，R1、R2串聯(lián)，電路消耗的電功率為P1=U2/（R1+R2），電路處于低溫狀態(tài)；當S1閉合，S2斷開，R1接入電路，電路消耗的電功率為P2=U2/R1，電路處于中溫狀態(tài)；當S1閉合，S2接a，R1、R2并聯(lián)，電路消耗的電功率為P3=U2/R1+U2/R2，電路處于高溫狀態(tài)；當S1閉合，S2接b時，R2短路，電路消耗的電功率仍為P4=P2=U2/R1，電路仍處于中溫狀態(tài)。

這類電路的變化圖為乙圖。當S1斷開，S2接a時，R1、R2串聯(lián)，電路消耗的電功率為P1=U2/（R1+R2），電路處于低溫狀態(tài)；當S1斷開，S2接b時，R2接入電路，電路消耗的電功率為P2=U2/R2，電路處于中溫狀態(tài)；當S1閉合，S2接b時，R1、R2并聯(lián)，電路消耗的電功率為P3=U2/R1+U2/R2，電路處于高溫狀態(tài)。特別需注意的是：當S1閉合，S2接a時，電路構(gòu)成了短路，這是不允許的。

四、利用旋鈕式多檔開關(guān)調(diào)溫

這類電路圖如圖4所示。

分析：圖4中，圓內(nèi)有旋轉(zhuǎn)多擋開關(guān)的旋鈕。我們可以改變1、2、3、4四個接線點之間的連接情況，從而使用電器被加熱到所需要的溫度。四個接線點的有效連接方式共有6種，如圖5。圖①中，R1、R2串聯(lián)，電阻最大，P1=U2/（R1+R2），此時電功率最小，電路處于低溫狀態(tài)。圖②③④中只有R2接入電路，P2=U2/R2。圖⑤中，R2短路，只有R1起作用，P3=U2/R1，圖②③④和⑤

都屬中溫狀態(tài)。圖⑥中R1、R2并聯(lián)，電阻最小，P4=U2/R1+U2/R2，此時電功率最大，電路處于高溫狀態(tài)。通過以上分析，可看出用電器有4個調(diào)溫擋位。

這種電路調(diào)節(jié)較復雜，需手動調(diào)節(jié)。此類電路圖屬開放題，只需弄清不同的連接方式，且能判斷出不同連接方式中R1與R2的連接情況，從而判斷電路的調(diào)溫即可，實際應用較少，但對培養(yǎng)思維能力大有益處。

（責任編輯 黃春香）