单刀双掷开关应用之二论文
单刀双掷继电器工作原理
单刀双掷继电器工作原理继电器是一种电子电路元件,其主要作用是在电路中起到各种控制、保护、转换和时间延迟等作用。
单刀双掷继电器是继电器的一种常见类型,其特点在于具有两个触点,可以实现开关的双重控制。
下面就从机械、电磁和应用三个方面来介绍单刀双掷继电器的工作原理。
机械单刀双掷继电器的机械部分主要由触点、弹簧、铁芯和吸盘组成。
当继电器通电时,铁芯受电磁力吸引,弹簧被拉伸,使得触点在发生动作。
当电路断电时,铁芯失去电磁力,弹簧恢复原状,触点再次发生动作。
这种机械动作过程可以使得单刀双掷继电器实现开关的正向和反向控制。
电磁单刀双掷继电器的电磁部分主要由线圈、磁芯和悬挂组件组成。
当继电器不通电时,线圈不会产生任何电磁力,触点保持原状。
当继电器通电时,线圈内产生的电磁场会使得铁芯被吸向线圈,同时触点也会发生相应的动作。
这种电磁力的作用可以使得单刀双掷继电器在外部控制下实现开关的转换。
应用单刀双掷继电器可广泛应用于电路的控制、保护和转换中,以实现各种电路的要求。
例如在机械和自动化控制系统中,单刀双掷继电器可用于实现正向和反向控制,以达到操作的转换和反转的目的。
在电力电子方面,单刀双掷继电器也可以用于交流和直流电路的控制和保护,可实现正负极的切换和开关的转换。
此外,单刀双掷继电器还可以应用于高频电路和测量仪器中,以实现高精度和稳定性的电路操作和测量。
总之,单刀双掷继电器作为一种常见的继电器类型,具有机械和电磁两种作用方式,可以实现开关的正向和反向控制,广泛应用于电路的控制、保护和转换中,是现代电子信息技术领域中不可或缺的元件。
基于HMC435MS8GE的单刀双掷微波开关设计
设计与应用
计 算 机 测 量 与 控 制 .2016.24(5) 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾
· 267 ·
文章编号:1671 4598(2016)05 0267 03 DOI:10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2016.05.074 中图分类号:TP3 文献标识码:A
收稿日期:2015 10 07; 修回日期:2016 03 22。 作者简 介:王 晴 (1984 ),女,北 京 人,硕 士,工 程 师,主 要 从 事 自 动控制方向的研究。
腔体结构设计。
1 设 计 框 架
微波开关由开关电路和滤波器两部分组成,如图1所示。
图 1 微 波 开 关 电 路 设 计 框 架 开关电路在控制信号 A 和控制信号 B的作用下对输入的 微波信号进行路径选择,使其从开关电路的其中一个通道输 出,另一个通道没有信号输出。开关电路输出的微波信号进入 到 滤 波 器 1 或 2, 经 相 应 滤 波 后 , 从 输 出 端 口 输 出 。 微波开关外形图如图2所示。 11 开 关 电 路 的 设 计 开关电路的主要作用是根据输入的直流控制信号,对输入 的微波信号进行路径选择,为了简化设计难度和调试难度,开 关电路选用 HITTITE 公 司 生 产 的 HMC435MS8GE 开 关 芯 片
浅谈单刀双掷开关的应用之二
浅谈单刀双掷开关的应用之二作者:王利展梁兰英苏福河来源:《读写算》2012年第14期某杂志2003.6.P46登载《巧用单刀双掷开关》一文,仅举两例用单刀双掷开关测量未知电阻RX。
如图1所示的方案:当单刀1触3时“电流是上进下出表V的”;当1触2时“电流是下进上出表V的”,故该方案不能采用!而如图2所示的测试电路,实质是把两个简单电路视为一个并联电路!由于实验原理涉及闭合电路欧姆定律,故该方案实属纸上谈兵!拙文以两幅电路图为例,简介单刀双掷开关在测量小灯泡的电功率P额电路中的应用,不当之处敬请各位师长施教。
我们认为测定小灯泡的电功率P额、必须注意如下几个点:⑴实验原理:必须遵守闭合电路欧姆定律!当只给一块表V不准使用表A时,用测量值表达的测量结果,需要依据“IL=I0或U=UL+U0”串联电路特点;而只给一只表A不准使用表V时,用测量值表达的测量结果,还需要依据“UL=U0或I=IL+I0”并联电路规律;此时仅书写“p额=U额I额”是不完整的。
⑵选用器材:由于滑动变阻器的说明书里已注明:总阻值误差为±8%;电阻圈的说明书里也写着:产品出厂前电桥测定,阻值允许误差不大于±1%!我们曾对仪器库里三种滑动变阻器普测表明:80%以上ΔR > 5%!故知绝不能使用滑动变阻器替代电阻圈做测定性实验!⑶设计方案:应遵循“低电压弱电流”的原则,其好处有:①在通电时间一定时,每次消耗的电能少,若用干电池做此实验,电源电压衰减能慢些;②能减小由于电流的热效应而使RX值变大、减小电阻发热而产生的误差;③每次实验电压均低于3V,能使表V选用“0~3V”量程、表A选用“0.0~0.6A”量程,从而提高了测量的准确度;④能使学生进一步学“会使用电流表和电压表”、正确读取测量值。
⑷读取数据:实验室里配备的表A和表V,准确度都是2.5级即为2.5%,当指针满偏时“允许误差多达±0.75个分度值”(小格)!故在有多只电表的实验里,一定要通过滑动变阻器的调节,使它们的指针都能靠近、不一定都能指在某一条刻线后再读数。
单刀双掷开关在初中物理电学中的重要作用
机 中有道题 目:设计一个 电路 .使电动 机在人的操作下既 能正 向转动 ,也能反
向转 动 。 九 年级 教 师 教 学 用 书 中 的 参考
要求制 订计划 、设 计实验 、搜集 证据 、
分析论证 ,形成科学 的价值观 。家庭电
路是最常见 、最基本 的实用电路 ,电学 中要求熟悉家庭 电路 的连接 .并学以致 用 。不熟 悉单 刀 双掷 开关 的结构 与作 用 ,就很难达到探究 的要求 。 单刀双掷 开关 的结 构如图 l 所示. 它由动端 ( 也叫动触头 )和不动端 ( 也 叫静 触头 )组 成 .动端 也 就是所 谓 的
“ 刀” . 它有 两 种 使 用 方 法 :一 是 把 “ 刀 ”和右边 的不动端相 连 ( 如图 2 ) ,
答案如图 4所示 ,这个 电路其实就是利 用两个单刀双掷 开关来改变流过电动机
的电 流 方 向 .从而 实 现 控 制 电动 机 正 向
惮 麓
转动或反向转 动。但是如果不熟悉单 刀 双掷开关 的结构与原理 .是无法理解这
S 2是 两 个 单 刀 双 掷 开 关 .可 以 安 放 在
幽 4
两个 地方 。S 1 、S 2两个 单刀 双掷开 关
的 “ 刀” 可 以 选择 与上 面或 下 面 的 不 动
另外 ,九年级 物理 课 本第 二十 章
“ 电 与 磁 ” 中第 三 节 的 主 要 内容 是 电 磁
电器之间 。这些在巾考前学生都反复训 练过 .压根没想到这次物理 中考偏偏考 的是单刀双掷开关。教 师没想到 ,学生
图 5
D
此时右边 的开关接通 :同时这个 “ 刀”
图 3
图6
成一块 电路模板 ( 如 实物 图 8 ) ,通 电 演示在两地如何实现控制 ,断电后再让 学 生 看电路 结构 。还 可 以用低 压 电路
单刀双掷开关的另类应用
龙源期刊网
单刀双掷开关的另类应用
作者:龚建平
来源:《中学物理·高中》2014年第05期
和学校的电工师傅聊天,他说有电工在给楼梯电灯接双掷开关时采用了如图1所示的接法,跟正常接法(如图2)比较的优点是可以节省电线,但不知是否存在什么隐患.
我仔细看了一下电路,确实是一种书中没有提到的接法.当电灯发光时,有可能连接上面
开关的电线与火线连通,连接下面开关的电线与零线连通;也有可能连接上面开关的电线与零线连通,连接下面开关的电线与火线连通.当电灯熄灭时,有可能灯泡经过上、下两开关连接
的都是火线;也有可能灯泡经过上、下两开关连接的都是零线.
这种连接方法与正常的接法比较虽属另类,但是只要我们有充分的思想准备,也可以做
到不出安全事故.因为第一,接入电路的电线不管是火线还是零线,一般都会接在人不容易直
接触摸得到的地方;第二,在检查灯泡时,要想到有可能被检查的灯泡两端都有可能连的是火线(还有可能两边都连零线或一边火线一边零线);第三,在检查开关时,要想到这里面的两静触头跟正常发光的灯头两触点一样,既有一端连火线,又有一端连零线.这样就能做到防患
于未燃.。
驱动与信号隔离的单刀双掷RF MEMS开关
第2 卷 第3 7 期
20 0 7年 8月
固体 电子 学 研 究 与进 展
R S AR H & P OGRE SOFS E EE C R S S
V01 27, o.3 . N
A ug., 2 007
驱 动 与 信 号 隔 离 的 单 刀 双 掷 RF M E S开 关 M
c t d u i g t e al U M P Spr c s .Them e s e ntr s ls s w n i o a i 0 d a a e s n heM t M o es a ur me e u t ho a s l ton of4 B t5 GHz The i e ton l S o h wic S 0 8 dB n e u n l Sj B t5 GHz . ns r i OS ft e s t h j . a d r t r OS S20 d a .Th hr s l e t e ho d
—
-
一
口
ห้องสมุดไป่ตู้
定 的功耗 , 且需 要偏 置 电路 和匹 配电路 , 并 这使 得
t e bis we n a an F i a . Ac or ng t fe e t t t s f w ic , r l v n e ui a e t ic i dR sgn 1 c di o dif r n s a e o s t h e e a t q v l n cr u t m o l r n s i t d t de s a e i ve tga e o optm ies ic ror a e.T hede c sha e b e uc e s u l a i i z w t h pe f m nc vie v e n s c s f ly f br—
X-波段MEMS单刀双掷开关的研究
第2 卷 9
第1 期
电 子 器 件
0l瑚 eJ un lO lcrn Deie i o r a f Eeto vc s I
v0. 9 No 1 12 . Ma .0 6 r2 0
20 0 6年 3月
Ree r h o B n M SS n l- oeD u l T r w ( P T)S i h sa c faX- a d ME i geP l- o be h o S D - wt c
ta rq e c .A tt ec n r lfe u n y h n e to o so h p n s th i rl e u n y f h e ta r q e c ,t ei sr in ls ft eo e wic s— O 2 d t eioa in o . B,h lt f s o t eco e w th i 一 2 B,h e lc in ls Sa o t- 4 B h l s d s c i S 1 d t er fe t o si b u - 3 d . o
为z 阈值电压为 1 9V左右 , 工作频率为 8 z H , ~1 z在中心频率(0G z处, O 1 H ) 导通开关的插入损耗为一Ozd , . B 截止开关的隔
离度为 -2 B 开关的 回波损耗为 -4 B 1 , d 3d 。
关 键词 : M ; ME S单刀双掷开关 ; M ME S膜开关f 插入损耗 ; 隔离度I 回波损耗
MEM S me r n wi h sa d k o c o v co ti e h o o y t lme tS DT u cin t e mb a es t e n n wn mir wa emir srp t c n lg o i e n P c mp f n to . h
超宽带吸收性单刀双掷开关的研究
关断态优化后电路的驻波系数
3.2单刀双掷开关
RF/output1 V2 V1 RF/input V2 V1 RF/output2
接通态优化后电路的插损、回损和隔离度
电路输入端的驻波系数
结论
仿真优化的过程主要是对微带线的长、宽进行调 整以满足开关的性能参数要求,当选定了场效应 管的模型参数后,其性能也随之固定下来。除了 对电路参数进行调整以外,合理的拓扑结构也能 使开关性能有质的飞跃,根据性能侧重点的不同, 可以选择不同类型的拓扑结构。本设计的最终仿 真结果为在工作频率要求内,开关的插入损耗小 于4dB,隔离度大于40dB,驻波比小于1.8。 由上面的仿真结果可知各项性能均满足设计要求, 因此证明此拓扑结构和参数选择合理。
若从电路性能来分,开关有反射型开关、吸收 型开关、滤波型开关、谐振型开关、阵列式开 关等。反射型和吸收型是两种最常用的开关, 两者的电路拓扑基本一致,唯一的区别是有无 吸收电阻。 反射式开关采用的是开关处于“关断”状态时 将微波信号全部反射回输入端口。而吸收式开 关,又叫匹配式或者非反射式开关,采用的是 在输出端加上个50 Ω的负载,目的是让开关 处于“关断”状态时,输出端处于50 Ω负载 状态,将泄漏的输入信号吸收掉,这种开关具 有良好的关态驻波性能。
Vc
RFinput
RFoutput
Vc
Vc
RFoutput1 RFinput
RFoutput2
开关若是按照其拓扑结构的不同则可以分为串联、 并联以及串并联开关。
Vc
RFinput Vc RFoutput
RFinput
Vc
RFoutput
MESFET_1 RFinput
Vc
MESFET_2
单刀双掷开关在自动增益控制电路中的应用
单刀双掷开关在自动增益控制电路中的应用作者:莫骊来源:《硅谷》2013年第02期摘要:自动增益控制电路(AGC)是微波接收机中常用的一种电路。
为了提高器件使用效率,优化端口驻波匹配,可以使用单刀双掷开关来实现AGC电路。
单刀双掷开关采用PIN 二极管制作,其插入损耗小、隔离度较高、并且端口驻波较好。
该开关采用串并联电路方式,并利用Ansoft公司的Serenade软件对其进行仿真优化,电路基板使用Rogers的RT5880板材。
经过实际测试,该AGC电路的工作频率为9.5~10.5GHz,正常支路插损小于4dB,带内平坦度0.5dB,输入输出驻波比小于1.6。
关键词:自动增益控制;单刀双掷开关;PIN二极管;插入损耗;隔离度0 引言自动增益控制电路(AGC)在微波接收系统中应用广泛。
随着无线电技术的发展,以及为了适应日益复杂的电子战的需要,对接收机的线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力等方面的性能和指标提出了越来越苛刻的要求。
由于天线接收到的有效信号功率会在一定范围内变化,同时接收到的干扰的功率也有可能变化[1]。
为了提高接收机的动态范围,需要自动增益控制电路将天线接收到的不同功率的信号放大到接收机线性工作所需的最优功率。
另外,接收机工作时,由于电源电压的不稳定、环境温度的变化、电路工作参数的变化等,都可能引起接收机增益的不稳定,用AGC可以补偿这种增益的不稳定[2]。
实现AGC的方法有很多种,常规是使用数控衰减器,但是数控衰减器通常有好几位步进,对于只需一位AGC控制的接收机来说造成电路上的浪费。
并且数控衰减器往往是宽带匹配,在所需使用的频段端口驻波可能并不理想。
使用两个单刀双掷开关串联加上衰减器的电路方式来实现一位AGC控制功能,可提高器件使用效率,优化端口驻波匹配。
在微波高频段电路中经常采用PIN二极管来实现单刀双掷开关。
与MESFET和PHEMT器件相比较,PIN二极管具有插入损耗低、截止频率高、功率容量大的特点[3],特别适合于制作性能优异的微波控制电路。
单刀双掷开关
电学中单刀双掷开关的运用很多,其中之一就是可以用于两地控制同一个用电器。
曾想过做一块模板,将电路展示出来,但苦于实验室只有一个单刀双掷开关;民用开关由于有面板盖住,根本无法看清里边掷刀与触点间的变化,所以习惯了在纸上做实验,在黑板上演实验。
但现在的学生理解力要打点折扣,如果再这样做的话,恐怕只有老师一个人能理解了。
今天到初三组办公室,看到赖老师和他的伙伴们将两个单刀开关合并做了一个单刀双掷开关,用它们来模拟生活中异地控制一灯,效果非常好。
这是厂制单刀双掷开关
这是自制单刀双掷开关
灯灭
灯亮。
单刀双掷开关工作原理
单刀双掷开关工作原理单刀双掷开关(也称为DPDT开关,全称为Double Pole Double Throw switch)是一种常用的电子元件,用于在电路中切换不同的连接方式。
在单刀双掷开关中,有两个主要的位置:上电位、中位和下电位。
当开关处于上电位或下电位时,它将连接到不同的电路。
在本文中,将介绍单刀双掷开关的工作原理以及其在电子电路中的应用。
在单刀双掷开关的中位,所有的触点都是离散的,没有连接到任何地方。
这种中位状态广泛用于断开电路或者切换到不需要接通其他电源或部件的状态。
当将开关把手拨到上电位或下电位时,触点将连接到两个不同的电路。
这可以用于实现不同设备之间的切换或者将信号引导到不同的电源上。
在上电位或下电位的状态下,触点将连接到与该位置对应的引脚。
这使得开关能够切换电路的连接方式,并将信号引导到所需的设备或电源上。
单刀双掷开关在电子电路中有广泛的应用。
例如,在音频放大器中,可以使用单刀双掷开关来选择输入信号的源。
当开关处于上电位时,输入信号将从一个源引导,而当开关处于下电位时,输入信号将从另一个源引导。
这可以用于切换不同的音频源,例如CD播放器、电视或收音机。
此外,单刀双掷开关还可以用于电路的选择或切换。
例如,在多路电路中,可以使用单刀双掷开关来选择不同的电路进行连接。
这可以用于切换不同的传感器、电源或部件,以适应不同的应用需求。
总之,单刀双掷开关是一种常用的电子元件,用于在电路中切换不同的连接方式。
它由多个内部连接的触点组成,可以手动操作,通过将开关把手拨到所需的位置,以切换电路的连接方式。
单刀双掷开关在音频放大器、多路电路等许多电子应用中都有广泛的应用。
双SPDT(单刀/双掷)、低压模拟信号开关
期 间电池消耗最小。 器件的电压增益由两 个外部 电阻的分压比设 置, 精度与电阻有
电 话 :8 0 1 1 4 0 ̄8 0 7 2
htp t ,, . n l g.o a ao c r n
关 。输入 失调电压( V0s 非常小 ,仅为 ) ± 12 最大值) MAX9 3 提供微型、 .mV( 。 97
幅 )或更高 阶 Q AM 等复 杂高阶调 制应 保持 系统性 能。每个输 入端都集成 一个 阻与小于 0 0 .3Q的通道 问 匹配 , 从而使
用 中的校准 与清零需 求减到最小 。
ADI
缓 冲器以及 一个 同步 端钳位 。每 个输 出 通 道 间 的 信 号 差 异 降 至 最 低 。 另 外 , 端都 集成一个 2 l : 多路复用 器 ,用于插 AS 7 7 1 4 还具 有 0 2 ) .5(的导通 电阻平坦 入屏 幕显示 ( S 图形与输 出放大 器 , 度 。综合上 述优势 ,该 器件使总谐 波失 O D)
大大提高了设计 AD9 l Tx据 速 率 复合 调 制 。其 功 能 完 1~4m 的 最大 差 分 输 出 电流 。在 灵活性 。其可提供电池反 向( A 错误) 连接保 整, 集成 了2 d 动 态范 围输 出功率检 波 lMS s 2 5B 0 / 和 mA输 出电流下 , 功耗 仅为 护 ,还具有 器及 可变 电压衰 减器 ( VVA) 。 2 ~+ 0 O 4 V感应 电压及瞬态
双S D ( P T 单刀 /双掷 ) 低 压模 、
拟 信号开关
AS1 4 7 7兼具 0. 4Q的超低 通态 电
有 一3 d 8 Bm的载波 馈通以及 一4 d 的 1 2 个 开关组成 。 模块架构 允许任意 6 Bc 4 0 非 单边 带抑制能 力 , 将6 QAM ( 能 4 正交调 输 出组合 与任意输入 组合 的连 接 ,同时
单刀双掷开关在题目中的应用
单刀双掷开关在题目中的应用好的,以下是为您生成的一篇说明文:嘿,朋友!想象一下这样一个场景:在一个宽敞明亮的教室里,物理老师正在黑板上奋笔疾书,讲解着一道复杂的电路题。
题目中呢,就出现了那个让人又爱又恨的单刀双掷开关。
我还记得当时我坐在教室里,看着那一道道弯弯曲曲的线路,脑袋都大了一圈。
周围的同学们也是有的抓耳挠腮,有的眉头紧皱。
同桌小明悄悄凑过来跟我说:“这单刀双掷开关到底是啥玩意儿啊,怎么感觉比孙悟空的七十二变还复杂!”我白了他一眼,心里想:“哼,你要是认真听老师讲,也不至于这么迷糊。
”老师在讲台上讲得那叫一个激情澎湃,“同学们,看这个单刀双掷开关,它就像是一个神奇的魔法棒,可以改变电路的走向!”只见老师手中的粉笔在黑板上快速滑动,线路图越来越清晰。
咱们来仔细瞧瞧这单刀双掷开关。
它长得就像一个小跷跷板,只不过这个跷跷板不是让人玩的,而是控制电流的流向。
你看,它有三个接线柱,就像三条通往不同方向的小路。
当这个“跷跷板”偏向一边时,电流就顺着这一边的路欢快地跑过去;当它偏向另一边时,电流又赶紧换了条路。
比如说在一个简单的楼梯灯电路中,楼下和楼上都有一个开关,这两个开关就是单刀双掷开关。
晚上你在楼下开灯,上楼后在楼上就能关灯,是不是很神奇?这就好比你在路上走着,有两条岔路,单刀双掷开关就是那个决定你走哪条路的指示牌。
再想想家里的风扇,是不是有不同的风速挡位?这也可能用到了单刀双掷开关哟。
它能让电流选择不同的路径,从而实现不同的功能。
在考试中,单刀双掷开关的题目可不少。
有时候它藏在复杂的电路图里,就像一个狡猾的小狐狸,等着你去发现它的踪迹。
你要是稍不留神,就可能被它给迷惑了。
所以啊,朋友们,可别小瞧了这单刀双掷开关。
它虽然小小的,却有着大大的作用。
掌握了它,就像是掌握了电路世界的一把神奇钥匙,能让你在物理的海洋中畅游无阻。
要是没搞明白它,那可就像在黑暗中迷路,找不到方向啦!。
单刀双掷开关的连接方法
单刀双掷开关的连接方法单刀双掷开关是一种常见的电气开关设备,广泛应用于各种电路中。
其独特的连接方法使得电路的开关和切换更加方便和灵活。
本文将介绍单刀双掷开关的连接方法以及其在电路中的应用。
一、单刀双掷开关的基本结构单刀双掷开关由一个可旋转的开关轴和三个接线端口组成。
开关轴上有一个可旋转的开关杆,可以使电流在两个不同的接线端口之间切换。
二、单刀双掷开关的连接方法单刀双掷开关的连接方法有多种,下面将介绍两种常见的连接方法。
1. 并联连接方法并联连接方法是指将两个或多个单刀双掷开关的接线端口通过导线连接在一起的方法。
这种连接方法可以实现多个开关同时切换,从而实现电路的复杂控制。
在并联连接方法中,各个开关的接线端口可以根据实际需求选择不同的连接方式,如串联、并联或混合连接。
2. 串联连接方法串联连接方法是指将两个单刀双掷开关的接线端口依次连接在一起的方法。
这种连接方法可以实现一个开关的切换控制。
在串联连接方法中,第一个开关的一个接线端口与电源相连,另一个接线端口连接到第二个开关的一个接线端口,第二个开关的另一个接线端口则连接到负载。
通过旋转第一个开关的开关杆,可以实现电流在负载和电源之间的切换。
三、单刀双掷开关的应用单刀双掷开关广泛应用于各种电路中,具有以下几个方面的特点和应用。
1. 电路切换单刀双掷开关可以实现电路的切换,使电流在不同的电路路径之间切换。
例如,在家庭电路中,可以使用单刀双掷开关将电流切换到不同的灯具或电器上,实现对灯光和电器的控制。
2. 电路控制单刀双掷开关可以用于电路的控制,通过旋转开关杆来改变电路中的连接方式,从而实现电路的开关和切换。
例如,在机械设备控制电路中,可以使用单刀双掷开关来控制电机的正转、反转和停止。
3. 信号转换单刀双掷开关可以用于信号的转换,将一个信号切换到不同的接收器上。
例如,在音频设备中,可以使用单刀双掷开关将一个音频信号切换到不同的扬声器或耳机上,实现音频输出的切换。
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浅谈单刀双掷开关的应用之二
某杂志2003.6.p46登载《巧用单刀双掷开关》一文,仅举两例用单刀双掷开关测量未知电阻rx。
如图1所示的方案:当单刀1触3时“电流是上进下出表v的”;当1触2时“电流是下进上出表v 的”,故该方案不能采用!而如图2所示的测试电路,实质是把两个简单电路视为一个并联电路!由于实验原理涉及闭合电路欧姆定律,故该方案实属纸上谈兵!拙文以两幅电路图为例,简介单刀双掷开关在测量小灯泡的电功率p额电路中的应用,不当之处敬请各位师长施教。
我们认为测定小灯泡的电功率p额、必须注意如下几个点:
⑴实验原理:必须遵守闭合电路欧姆定律!当只给一块表v不准使用表a时,用测量值表达的测量结果,需要依据“il=i0或u=ul+u0”串联电路特点;而只给一只表a不准使用表v时,用测量值表达的测量结果,还需要依据“ul=u0或i=il+i0”并联电路规律;此时仅书写“p额=u额i额”是不完整的。
⑵选用器材:由于滑动变阻器的说明书里已注明:总阻值误差为±8%;电阻圈的说明书里也写着:产品出厂前电桥测定,阻值允许误差不大于±1%!我们曾对仪器库里三种滑动变阻器普测表明:80%以上δr > 5%!故知绝不能使用滑动变阻器替代电阻圈做测定性实验!
⑶设计方案:应遵循“低电压弱电流”的原则,其好处有:
①在通电时间一定时,每次消耗的电能少,若用干电池做此实验,
电源电压衰减能慢些;
②能减小由于电流的热效应而使rx值变大、减小电阻发热而产生的误差;
③每次实验电压均低于3v,能使表v选用“0~3v”量程、表a选用“0.0~0.6a”量程,从而提高了测量的准确度;
④能使学生进一步学“会使用电流表和电压表”、正确读取测量值。
⑷读取数据:实验室里配备的表a和表v,准确度都是2.5级即为2.5%,当指针满偏时“允许误差多达±0.75个分度值”(小格)!故在有多只电表的实验里,一定要通过滑动变阻器的调节,使它们的指针都能靠近、不一定都能指在某一条刻线后再读数。
例1、只给一块表v和已知阻值的电阻圈r0、不准改动电路连接导线,使用普通干电池做电源(以下均相同),测定一只仅标有“2.5v”小灯泡的p额如图3所示:基本要求是l和r0必须串联接在电路中,且不准用导线或开关把它们任意一个“短接”起来!方案⑴:闭合开关s(以下均省略)先使单刀双掷开关(简称“单刀”)2触3、5触6后移动滑动变阻器的滑片(简称“滑片”),直到表v示数为u额=2.5 v时滑片位置不动,再立即将单刀2触1、5触4,测出r0两端的电压为u0。
则p额=2.5 v·u0/r0。
方案⑵:先使单刀2触 3、5触6后移动滑片,直到表v示数为u额=2.5 v时,滑片和单刀5的位置不动、再立即将2触1,测出r0和l两端的总电压为u,则p额=2.5 v·(u-2.5 v)/r0。
……
例2、只给一块表a和已知阻值的电阻圈r0,测定一只仅标有“2.5v”小灯泡的p额如图4所示:前提条件是r0和l一定要并联接在电路中,且各支路必须同时处于通路状态!
方案⑴:先使单刀2触3、单刀5触6后移动滑片,直到表a示数为i0=2.5 v / r0时滑片位置不动,再立即使单刀2触1、5触4,测出l的电流为i额,则p额=2.5 v·i额。
方案⑵:先使单刀2触3、5触6后移动滑片,直到表a示数为i0=2.5 v/ r0时,滑片和单刀2的位置不动、再立即使单刀5触4,测出r0与l的总电流为i,则p额=2.5v·(i-i0)。
……
例3、只给一块表v和已知阻值的电阻圈r0,测定一只仅标有“0.3a”小灯泡的p额如图3所示:
方案⑴:先使单刀2触 1、5触4后移动滑片,直到表v示数为u0=0.3a·r0时滑片位置不动,再立即使单刀2触 3、5触 6、测出l两端的电压为u额,则:p额=0.3a· u额。
方案⑵:先使单刀2触1、5触4后移动滑片,直到表v示数为u0=0.3a·r0时,滑片和单刀2的位置不动、再立即将单刀5触6,测出r0和l两端的总电压为u,则p额=0.3a·(u-u0)。
……
例4、只给一块表a和已知阻值的电阻圈r0,测定一只仅标有“0.3a”小灯泡的p额如图4所示:
方案⑴:先使单刀5触4、单刀2触1后移动滑片,直到表a示数为i额=0.3a时滑片位置不动,再立即将单刀5触6、2触3、测出r0的电流为i0,则p额=0.3a·i0r0。
方案⑵:先使单刀2触1、单刀5触4后移动滑片,直到表a示数为i额=0.3a时、滑片和单刀5的位置不动,再立即使单刀2触3、测出r0与l的总电流为i ,则p额=0.3a·(i-0.3a)r0。
……说明:
⑴在电学总复习阶段,展示图2或图3让学生回答:依据该图你能探究出哪些电学规律?还能测出哪些电学物理量的值?多年的
教学实践证明,这一做法能够收到非常好的教学效果。
⑵在下列相应的课后留出思考题:只用一块电表、不准改动电路连接导线和移动表的位置,只靠断开或闭合数量充足的开关,怎样探究出:
①只用一块表a,怎样探究出“并联电路的电流规律”(注:图4还能探究出“并联电路的电流分配规律”,进而推导出“并联电路的电功和电功率的分配规律”);
②只用一块表v,怎样探究出“串联电路的电压特点”(注:图3还能探究出“串联电路总电压的分配规律”,进而推导出“串联电路的电功和电功率的分配规律”);
③只用一块表a或表v,怎样测出未知电阻rx;
④只用一块表a或表v,怎样测出一只仅标有0.3a或2.5v小灯泡的p额?……上述课后留的思考题,能为电学总复习阶段的诸多测试方案设下伏笔。
请参看拙文《浅谈单刀双掷开关的应用之一》。
以上谬误难免,敬请各位师长斧正。