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限流与分压电路详解:应用与选择策略
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更新于2024-08-11
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限流电路和分压电路是电子技术中常用的两种电路设计,它们各自有特定的应用场景和优势。首先,限流电路(如图2所示)的主要特点是通过滑动变阻器的右侧部分来限制电流。当电源电压保持不变时,滑动变阻器接入电路的阻值会影响负载电阻两端的电压和电流。其调节范围受到限制,即电压最小值至少等于电源电压除以总电阻(R0+R用),电流也存在下限。为了扩大调节范围,通常会增加固定电阻R0的值。在使用前,需将R0调至最大,避免短路。然而,限流电路的一个主要优点是电能损耗相对较小,电源负担轻,电路连接简单。 相比之下,分压电路(如图3所示)则利用滑动变阻器的并联特性,使得滑动变阻器两端都有电流通过,且电流大小不同。这种电路允许负载电压调节范围更大,可以从零开始连续变化,这对于需要精确控制电压或电流的设备非常适用。例如,当测量小灯泡功率时,由于灯泡电压和电流的变化范围要求较大,或者负载电阻远大于变阻器总阻值,分压电路更为合适。在分压电路中,电流表可以设置在高阻档位,以减小测量误差。 在选择使用哪种电路时,优先考虑限流式电路,因为它能节省电能且连接简单。但在某些特殊情况下,如需要从零开始连续调节电压或电流,负载电阻较大,或者电流表内阻显著时,必须采用分压接法。例如,改造电流表使其量程扩大,或者精确测量小电珠的电阻值时,分压电路能够满足实验要求。 限流电路和分压电路都是根据具体需求和应用条件灵活选择的,理解它们的工作原理和适用场景对于电路设计和故障排查至关重要。在实际操作中,根据负载特点、电源性能以及测量精度的要求,合理选用和配置这两种电路,可以提高电路的效率和精确度。
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图 3
.
限流电路和分压电路
1. 限流和分压接法的比较
(1)限流电路:如图 2 所示,实际上滑动变阻器的右边部分并
没有电流流过。该电路的特点是:在电源电压不变的情况下, R
用
两
端的电压调节范围:U≥U
用
≥U R
用
/(R
0
+R
用
),电流调节范围:
U/R
用
≥I
用
≥U/(R
0
+R
用
)。即电压和电流不能调至零,因此调节范
围较小。要使限流电路的电压和电流调节范围变大,可适当增大
R
0
。另外,使用该电路时,在接通电前,R
0
应调到最大。
(2)分压电路:如图 3 所示,实质上滑动变阻器的左边部分与 R
用
并联后再与滑动变阻器的右边串联。注意滑动变阻器的两端都有电流
流过,且不相同。该电路的特点是:在电源电压不变的情况下, R
用
两端的电压调节范围为 U≥U
用
≥0,即电压可调到零,电压调节范围
大。电流调节范围为 E/R
用
≥I
用
≥0。
使用分压电路,在当 R
0
<R
用
时,调节性能好。通电前,滑片 P
置于 A 端,使 U
用
=0。
2 两种用法的选择
A 优先选用限流式,从电能损耗方面分析消耗电能少。用限流式具有电源负担轻,电路连
接简便等优点。
B 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:
1 用电器的电压或电流要求从零开始连续可调。
例 1、1993 年全国高考题)将量程为 100μA 的电流表改装成量程为 1 mA 的电流表,并用
一标准电流表与改装后的电流表串联,对它进行校准.校准时要求通过电流表的电流能从零连
续调到 1 mA,试按实验要求画出电路图.
例 2、( 1999 广东卷)用图 3 中所给的实验器材
测量一个“12V,5W”的小灯泡在不同电压下的功率 ,
其中电流表有 3A、0.6A 两档,内阻可忽略,电压表
有 15V、3V 两档,内阻很大。测量时要求加在灯泡
两端的电压可连续地从 0V 调到 12V。
⑴ 按要求在实物图上连线(其中部分线路已连好)。
⑵ 其次测量时电流表的指针位置如下图(b)所示,
其读数为 A
② 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
.
图 3
S
R
0
R
用
E
A
B
图 2
S
R
0
R
用
U
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weixin_38659311
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