滑動變阻器電流表的接法選擇

韓星

摘要：物理電學實驗一直是學術中的難點問題，怎樣簡捷容易地選擇器材的連接呢？在本文中，筆者就這個問題給出詳細的方法。

關鍵詞：物理電學實驗；滑動變阻器；電流表；接法選擇

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711(2014)07-0159

一、滑動變阻器的限流接法和分壓接法

被測電路對供電電壓或供電電流有一定的要求，為滿足這一要求，供電電路一般由電源和滑動變阻器按一定的連接方式組成，滑動變阻器在電路中有兩種連接方式：

1. 限流接法

如圖1為滑動變阻器的限流接法。它的連接方式是電壓表、滑動變阻器與待測電阻三者串聯。該接法對外供電電壓的調解范圍是：■～E，為了保護負載，閉合電鍵前滑動觸頭應滑到b點。

2. 分壓接法

如圖2是滑動變阻器的分壓接法。它的連接方式是電源與滑動變阻器組成閉合電路，而待測電阻與滑動變阻器的一部分電阻并聯。該接法對外供電電壓的調解范圍是：0～E，為了保護負載，閉合電鍵前滑動觸頭應滑到b點。

3. 兩種接法的比較：分壓接法電壓調解范圍大，限流接法電壓調解范圍小，但限流接法電路耗能小。

4. 兩種接法的選擇

滑動變阻器的兩種接法都能控制調解負載的電流和電壓，但在相同條件下調解效果不同，實際應用中要根據具體情況恰當地選擇限流接法和分壓接法。

(1)通常情況下(滿足安全條件)，由于限流電路能耗較小，電路結構簡單，因此應優先考慮。

(2)為了便于調解，在待測電阻的阻值與滑動變阻器的阻值相差不大的情況下應選擇限流接法；在待測電阻的阻值遠大于滑動變阻器阻值的情況下應選擇分壓接法。

(3)在下列情況下必須采用分壓接法

①要使某部分電路的電壓或電流從零開始連續調解，只有分壓接法才能滿足。

②如果實驗所提供的電表量程或其它元件允許通過的最大電流很小，若采用限流接法，無論怎樣調解，電路中實際電流(或電壓)都會超過電表量程或元件允許的最大電流(或電壓)，為了保護電表或其他元件，必須采用分壓接法。

③伏安法測電阻實驗中，當滑動變阻器的阻值遠小于待測電阻時，若采用限流接法，待測電阻上的電流(或電壓)變化很小，不利于多次測量取平均值或用圖象法處理數據，也起不到保護用電器的作用。為了在上述情況下盡可能大范圍地調解待測電阻上的電流(或電壓)，應選擇分壓接法。

二、電流表的內外接法的選擇

由于電壓表、電流表均有內阻，所以測量值均存在誤差。為了減少誤差，我們對電流表的接法做出如下比較：

1. 內接法

電流表測量值準確，電壓表測量值偏大。

∴R測=■=RX+RA＜RZ

2. 外接法

電流表測量值準確，電流表測量值偏大。

∴R測=■=R測=■＞RX

怎樣減小實驗誤差呢？

當較大時，應選內接法，當較小時，應選外接法，即“大內小外”。那么怎樣判斷待測電阻是大電阻還是小電阻？

下面，筆者介紹兩種方法：

(1)采用內外接法的簡易判斷(比較法)：

當R=■時，內接法和外接法測電阻的相對誤差相等；

當R＞■時，采用內接法測電阻產生的誤差較小；

當R＜■時，采用上接法測電阻產生的誤差較小。

(2)試觸法

當待測電阻的阻值完全未知時，常采用內、外接試觸法，連接方式如圖所示。電壓表右端與b相接時兩表的示數為(U1，I1)，電壓表右端與相接時兩表的示數為(U2，I2)，如果■＞■，即電流表的示數相對變化小，說明電流表的分壓作用顯著，待測電阻的阻值與電流表的內阻可以相比擬，誤差主要來源于電流表，應選擇電流表外接法；如果＜，即電流表的示數相對變化大，說明電壓表的分流作用顯著，待測電阻的阻與電壓表的內阻可以相比擬，誤差主要來源于電壓表，應選擇電流表內接法。