高二物理-分压法、限流法
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限流式与分压式的选择一个简单的方法,一般电路都要就限流式,因为可以节能,但是有下列三种情况必须用分压式:1、描绘小灯泡的伏安特性曲线时,要求电压和电流必须从零开始测量,就必须用分压式。
可以归结为:施药中要求从零开始测量的,就必须用分压式。
2、如果整个电路中,滑动电阻器比较小,对整个电路几乎没有影响的,也必须用分压式。
例如:测量电阻实验时,待测电阻大约是1000欧姆,而滑动电阻器仅有20欧姆,因为还要考虑到各种仪器的内阻问题,所以滑动电阻器对整个电路就几乎没有影响,这时就必须用分压。
3、在测量电路中,如果电压表或者电流表的量程比较小,(比限流式电路中的最小电流还要小)这时候为了安全起见,也必须用分压。
只有这三大类必须用分压法,而其他的就要用限流法了。
当然,能用限流法的也可以用反压法,但是要考虑到节能问题,就只好选用限流法了。
选用分压法的时候要选用小的滑动电阻器,同样还是为了节能。
①负载Rx两端电压变化范围限流ERx/(Rx+R)~E(R是变阻器最大阻值)分压0~E②能用限流一定能用分压。
以下情况只能用分压:a、电阻or滑动变阻器or电流表允许通过的最大电流<E/(R+r+Rx+RA) [r是电源内阻,R是滑动变阻器最大阻值〕b、滑动变阻器最大阻值很小一般小于Rx/3(Rx的电流、电压变化太小)c、题目中要求“被测部分的电压变化范围尽可能大”、“多测量几组数据”、“电压表示数从0开始变化”、“滑动变阻器易于调节”两种连接方式的选择原则(1)节能优先的原则在实验中,如果碰到滑动变阻器以限流方式或分压方式连接成电路均可的情况时,因为限流方式比分压方式节能,应先考虑限流方式。
例如在高二学生实验<<测金属的电阻率>>中,待测金属丝的电阻大约为10欧姆,所提供的滑动变阻器电阻为0~50欧姆,待测电阻小于滑动变阻器的电阻,采用限流或分压两种方式的电路对通过Rx的电流均有明显的控制作用,因此,两种连接方式连入电路均可。
三、两种连接方式的选取(来自04)在负载电流要求相同的情况下,限流电路中干路电流比分压电路中的干路电流更小,所以限流电路中消耗的总功率较小,电源消耗的电能就较小,这说明限流具有节能的优点。
在实际电路设计时应视实验要求灵活选取分压电路或限流电路。
(一)分压电路的选取1.若实验要求某部分电路的电压变化范围较大.或要求某部分电路的电流或电压从零开始连续可调.或要求多测几组I、U数据,则必须将滑动变阻器接成分压电路。
例1:测定小灯泡“6V,3W”的伏安特性曲线,要求实验中灯泡两端的电压从零开始连续可调。
供选择的器材有:电压表V,(量程6V,内阻20kD,),电流表A.(量程3A,内阻0.2Q),电流表A,(量程0.6A,内阻lfl),变阻器R,(0~100fl,0.5A),变阻器R,(0~20fl,0.2A),学生电源E(6—8v)、开关及导线若干。
选择出符合实验要求的实验器材并设计出实验电路。
分析:不管是从题中要求灯泡两端电压必须从零开始连续可调的角度考虑.还是从为了最终能较准确画出伏安特性曲线必须多测几组I、U数据的角度考虑.限流电路都难以满足要求,因此必须采用分压电路。
实验电路如图3所示。
器材包括:电压表V,、电流表A,、变阻器R,、电源、开关及导线。
若实验中要用小阻值的滑动变阻器控制大阻值负载.或者题中所给电源电动势过大.尽管滑动变阻器阻值也较大.但总电流大予负载的额定电流值,或总电流大于接入电表的量程,此时的滑动变阻器也应接成分压式电路:若负载电阻的额定电流不清楚,为安全起见.一般也连成分压电路。
例2:为了较准确地用伏安法测定一只阻值大约是3kn的电阻,备用的器材有:A、直流电源,电压12V,内阻不计;B、电压表,量程O一3—15V,内阻10kft;C、电流表,量程0~0.6~3A,内阻20n;D、毫安表,量程5mA,内阻200Q;E、滑动变阻器,阻值0~50Q;G、电键及导线若干。
试设计出实验电路。
分压式和限流式口诀一、分压式和限流式的含义:分压式:滑动变阻器的分压接法,就是在电路中并联接入滑动变阻器。
限流式:滑动变阻器的限流接法,就是在电路中串联接入滑动变阻器。
二、分压式和限流式的作用:分压式这种接法的作用是电压可以由0变化到电源输出电压,调节范围广。
限流式这种接法的作用是耗电较少,比较节能。
三、分压式和限流式的区别:1、限流接法起限流、降压作用,分压接法起分压、分流的作用。
2、限流接法时,负载电压、电流调节范围比分压电路小。
在同样的负载电压下,电路消耗功率比分压电路小。
3、要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节,只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足(如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)4、如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压)。
为了保证电表和电阻元件免受损坏,必须采用滑动变阻器分压接法连接电路.。
5、伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值,若采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流(电压)变化小。
这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据,为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流(电压),应选择滑动变阻器的分压接法。
6、测量时电路电流(电压)没须要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且负载电阻R接近或小于滑动变阻器电阻R0,采用滑动变阻器限流接法。
7、电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求,应采用滑动变阻器限流接法。
8、没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和节能因素采用滑动变阻器限流接法。
精心整理限流法与分压法的区别与选取原则限流法与电路串联,分压法与电路并联(如果在有箭头的划变导线上联有用电器,且划变接有三根导线时就为此)区别:1.限流接法线路结构简单,消耗能量少;2.分压接法电压调整范围大,可以从0到路端电压之间连续调节;选用原则:1.优先限流接法,因为它电路结构简单,消耗能量少;2.下列情况之一者,必须采用分压接法:(1)当测量电路的电阻远大于滑动变阻器阻值,采用限流接法不能满足要求时;(2)当实验要求多测几组数据(电压变化范围大),或要求电压从0开始变化时;(3)电源电动势比电压表量程大很多,限流接法滑动变阻器调到最大仍超过电压表量程时时。
分压,电压的变化范围是0-E(滑动变阻器的两端接电源的正负极,滑片接一条支路,也就并联在电路中)限流,电压的变化范围是X-E(也就是不能调处0电压,这个是一端不接,也就是只连接两根导线,串联在电路中)一般接电路优先考虑的是限流,因为,功耗小。
但是需要电压从0开始变化的时候,就要使用分压法了,测伏安特性的时候,一定要采用分压法。
区别——1.滑动变阻器的限流法是串联在电路中的。
滑动变阻器的分压法是并联在电路中的。
2.滑动变阻器的分压法的电压可从零开始调节,而限流法不能从零开始调节(即分压法比限流法的可调节范围大)3.限流法消耗的功率比分压法少。
应用——1.需要调节范围大,且可从零开始调节时,用分压法。
2.要使电路中消耗的功率较小时,用限流法。
滑动变阻器分压与限流接法的选择滑动变阻器常被用来改变电路的电压和电流,根据连接方法的不同,可分为分压接法和限流接法.分压法是把整个变阻器的所有阻值接入电路,再从滑片和变阻器的一个端点上引出部分电压向外供电.限流法是变阻器的部分阻值串入电路,通过改变有效阻值来改变整个电路的电流.通常变阻器应选用限流接法,但在下列三种情况下,必须选择分压连接方式.(1)若采用限流电路,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时,必须选用分压电路.(2)当用电器电阻远大于滑动变阻器全值电阻,且实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据时,必须选用分压电路.(3)要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化时须选用分压电路.物理电学实验中分压法的一个小知识点!!!!救命什么叫做滑动变阻器处于分压为零的地方?分压为零是什么概念?怎么移动滑片啊??谢谢大家!!很急!!最佳答案滑动变阻器连入电路的电阻为零,连入电路时,它分担得的电压也是零。
分压法和限流法的区别
分压法和限流法的区别
1、都是变阻器与“电表——待测电阻”系统之间的连接方式。
分压是变相
的并联,限流是串联。
分压测量范围广,更常用;限流可以保护元件,一般
需要计算。
所谓限流就是由于电阻的增大,在电压不变的情况下,回路的电流减小;由于滑动变阻器的电阻,以及与通过其的电流的乘积,即为其两端的电压。
2、分压,电压的变化范围是0-E(滑动变阻器的两端接电源的正负极,
滑片接一条支路,也就并联在电路中)。
限流,电压的变化范围是X-E(也就是不能调处0电压,这个是一端不接,也就是只连接两根导线,串联在电路中)。
3、滑动变阻器的限流法是串联在电路中的。
滑动变阻器的分压法是并联
在电路中的。
分压式接法和限流式接法分压式接法和限流式接法是电路中常见的两种电阻网络配置方式,它们在电子设计和电路分析中扮演着重要的角色。
本文将深入探讨这两种接法的原理、优缺点以及应用领域,并通过实例来阐述它们在电路设计中的实际应用。
一、分压式接法1.1 原理分压式接法是通过串联电阻来实现电路中电压的分压。
当将两个电阻依次串联连接时,输入电压将依据电阻的比例分配到不同的电阻上。
根据欧姆定律,电压与电阻成正比,因此较大阻值的电阻上将获得较高的电压,而较小阻值的电阻上将获得较低的电压。
1.2 优缺点分压式接法的主要优点是简单易用且成本低廉。
由于只需使用两个电阻即可实现电压的分压,该接法在电路中得到广泛应用。
它还具有稳定性好、可靠性高的特点。
然而,分压式接法也存在一些缺点。
由于分压比与阻值有关,当输入电阻变化或负载电阻变化时,分压比也会随之变化,导致输出电压不稳定。
当需要较高精度的分压时,较小的电阻值可能导致较大的电流流过电阻,使其发热严重,可能会影响电路性能。
1.3 应用领域分压式接法在电路设计与分析中有广泛的应用。
它常用于传感器电路,用于将高电压传感器的输出电压转换为适合微控制器或其他低电压电路的输入电压。
分压式接法还常用于电源电路设计中,用于产生不同的输出电压。
二、限流式接法2.1 原理限流式接法是通过并联电阻来实现电路中电流的限流。
当将两个电阻并联连接时,输入电流将依据电阻的比例分配到不同的电阻上。
根据欧姆定律,电流与电阻成反比,因此较大阻值的电阻上将获得较低的电流,而较小阻值的电阻上将获得较高的电流。
2.2 优缺点限流式接法的主要优点是可以通过调整电阻的比例来实现对电路中电流的精确控制。
这种接法可以将高电流限制在安全范围内,以防止电路元件过载损坏。
限流式接法还可以提高电路的稳定性和可靠性。
然而,限流式接法也存在一些缺点。
较大的电阻值可能导致额外的功耗和功率损耗。
当需要较高精度的限流时,较小的电阻值可能导致较大的电压降,使电路的工作电压下降。
滑动变阻器分压与限流两种接法的选择
滑动变阻器是电学实验中常用的仪器,近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应考的难点.
一、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点:
如图10-2所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载R L的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a)电路称为限流接法,图(b)电路称为分压接法.
负载RL上电压调节范围
(忽略电源内阻)
负载RL上电流调节范围
(忽略电源内阻)
相同条件下电路消
耗的总功率
限流
接法
E
U
E
R
R
R
L
L
L≤
≤
+
0L
L
L
R
E
I
R
R
E
≤
≤
+
L
EI
分压
接法
E
U
L
≤
≤
L
L R
E
I≤
≤
0)
(
ap
L
I
I
E+
比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小①限流法:
如图(a)所示,待测电阻上电压调节范围为E
E
R
R
R
L
L~
+
.显然,当R0<<R L时,在移动滑动触头的过程中,电流的变化范围很小,总电流几乎不变,U L也几乎不变,无法读取数据;当R0>>R L时,滑动触头在从b向a滑动的过程中,先是
2.下列情况可选用限流式接法
(1)测量时对电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且R L与R0相差不大或R L略小于R0,采用限流式接法.
(2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法.
(3)没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素优先采用限流式接法.
三、例题赏析
例1:如图10-3所示,滑动变阻器电阻最大值为R,负载电阻R1=R,
电源电动势为E,内阻不计.
(1)当K断开,滑动头c移动时,R1两端的电压范围是多少?
(2)当K闭合,滑动头c移动时,R1两端的电压范围是多少?
(3)设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同,a、c间
长度为x,当K接通后,加在R1上的电压U1与x的关系如何?
【审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路:限流和分压,把握限流和分压电路的原理是关键
【解析】(1)若K断开,则该控制电路为滑动变阻器的限流接法,故≤U1≤E (2)若K闭合,则该控制电路为滑动变阻器的分压接法,故0≤U1≤E
(3)U1=IR并,R并=,I=得:U1=
【总结】该题考察两种控制电路的原理即两者获取的控制电压范围不同
例2:用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有实验器材如下:待测电阻Rx(阻值约5 Ω,额定功率为1 W);电流表A1(量程0~0.6 A,内阻0.2 Ω);电流表A2(量程0~3 A,内阻0.05 Ω);电压表V1(量程0~3 V,内阻3 kΩ);电压表V2
(量程0~15 V,内阻15 kΩ);滑动变阻器R0(0~50 Ω),蓄电池(电动势为6 V)、开关、导线.
为了较准确测量Rx阻值,电压表、电流表应选________,并画出实验电路图. 【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路,因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故首先考虑滑动变阻器的限流接法
【解析】由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值,可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为
U=V≈2.2 V,I=A=0.45 A.
则电流表应选A1,电压表应选V1.
又因=24.5 Ω>Rx,则电流表必须外接.
因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故首先考虑滑动变阻器的限流接法,若用限流接法,则被测电阻Rx上的最小电流为
Imin==0.11 A<I额,因该实验没有对电流、电压的调节范围未作特殊要求,故用限流电路.电路如图10-4所示.
【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大,用分压接法不便于调节,故限流接法是首选,只要能保证安全且有一定的调节范围即可。
例3: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 Ω);直流电流表(量程0~10 mA、内阻50 Ω);直流电压表(量程0~3 V、内阻5 kΩ);直流电源(输出电压4 V、内阻不计);滑动变阻器(0~15 Ω、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.
【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法,各仪器的量程和电阻都已经给出,只需计算两种接法哪种合适。
【解析】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 mA>10 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.如图10-5所示.
【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全,这是电学实验的首要原则,限流接法虽然简洁方便,但必须要能够控制电路不超过电流的额定值,同时,能够保证可获取一定的电压、电流范围,该题中,即便控制电流最小值不超过电流表的量程,因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小,电流、电压变化范围太小,仍不能用限流接法。