电位计作为变阻器
学习目标
- 变阻器的使用
- 将电位计接线作为变阻器
- 简单的电机速度控制
- 使用电压表和电流表来验证连续电路
零件和材料
- 6 伏电池
- 电位器,单圈,5 kΩ,线性锥度(Radio Shack 目录 # 271-1714)
- 小型“爱好”电机,永磁型(Radio Shack 目录号 # 273-223 或同等产品)
对于这个实验,您将需要一个相对较低值的电位器,当然不超过 5 kΩ。
交叉引用
电路课程 ,第 1 卷第 2 章:“欧姆定律”
示意图
将电位计用作变阻器的接线图
电位器接线说明
电位器最复杂的应用是分压器,其中轴位置决定了特定的分压比。
但是,在某些应用中,我们不一定需要可变分压器,而只需要可变电阻器:两端设备。
从技术上讲,可变电阻器称为 变阻器 ,但电位器可以很容易地用作变阻器。
在最简单的配置中,电位器可以用作变阻器,只需使用滑动端子和其他端子之一,第三个端子未连接且未使用:
将电位器控制向使游标最靠近另一个使用端子的方向移动会导致电阻降低。
增加或减少阻力所需的运动方向可以通过使用不同的端子组来改变:
但是请注意,不要使用两个外部端子,因为这将导致电阻没有变化 当电位器轴转动时。
换句话说,它不再是一个变量 阻力:
按照原理图和插图构建电路,只使用电位器上的两个端子,看看如何通过调整轴位置来控制电机速度。
在电位器上尝试不同的端子连接,注意电机速度控制的变化。
如果您的电位计具有高电阻(在两个外部端子之间测量),则在雨刷器非常靠近连接的外部端子之前,电机可能根本不会移动。
如您所见,可以使用串联变阻器来改变电机速度,以改变总电路电阻并限制总电流。
然而,这种简单的电机速度控制方法效率低下,因为它会导致变阻器消耗(浪费)大量功率。
一种更有效的电机控制方法依赖于快速“脉冲”到电机的电源,使用高速开关设备,例如晶体管 .
家用灯“调光器”开关也采用了类似的功率控制方法。
不幸的是,这些技术太复杂了,目前无法在实验中进行探索。
电位器作为变阻器使用时,“未使用”端常接雨刷端,像这样:
起初,这似乎毫无意义,因为它对阻力控制没有影响。您可以通过在电路中插入另一根电线并比较更改前后的电机行为来亲自验证这一事实:
如果电位器处于良好的工作状态,这条额外的电线没有任何区别。
但是,如果雨刷器与电位计内的电阻条失去接触,则这种连接可确保电路不会完全断开:电流仍将有电阻路径通过电机。在某些应用中,这可能很重要。
旧电位器往往会遭受游标和电阻条之间的间歇性接触损失,如果电路不能容忍这种情况造成的连续性完全丧失(无限电阻),那么“额外”的电线通过维持电路连续性。
您可以通过断开电位计的中间端子与端子排的连接来模拟这种滑动接触“故障”,测量电机两端的电压以确保仍然有电源到达它,无论它有多小:
使用电机电压是测量电路电流的更安全的替代方法
测量电路电流而不是电机电压来验证完整的电路本来是有效的,但这是一种更安全的方法,因为它不涉及断开电路以串联安培表。
无论何时使用电流表,都存在通过将其连接到大电压源而导致短路的风险,从而可能导致仪器损坏或人身伤害。电压表没有这种固有的安全风险,因此无论何时可以进行电压测量而不是电流测量来验证同一事物,都是更明智的选择。
相关工作表:
- 电位计工作表
工业技术