限流电路和分压电路

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》UR 用 / （ R 0+R 用），电流调节范围： JR 用》I 用》U / （Fb+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 ）o 另外，使用该电路时，

在接通电前，R ）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

为曰R 用》I 用》0o

使用分压电路，在当 F 0

A 端，使5 =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 100卩A 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 o

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，测得的电压和电流 取值范围小。

R 0 R 用

U 1~—

图2

例3、为了测定一个“ 6.3V 、1W 的小电珠在额定电压下较准确的电阻值，可供选择的器材有：

A.电流表（0〜3A,内阻约0.04 Q ）

B.毫安表（0〜300mA 内阻约4 Q ）

C.电压表（0〜10V,内 阻10K Q ）

D.电压表（0〜3V,内阻10K Q ）

E.电源（额定电压6V,最大允许电流2A ）

F.电源（额 定电压9V,最大允许电流1A ）

G.可变电阻（阻值范围 0〜10Q ，额定电流1A ）

H.可变电阻（阻 值范围0〜50Q,额定功率0.5W ）

I.导线若干根，电键一个。

⑴为使测量安全和尽可能准确，应选用的器材是 _________

______________ 。（用字母代号填写）

⑵在右边虚线框内画出电路图，并把图 6所示实物图用线连接起来。

分析：①表及内外解法的选取

P 1

小电珠的额定电流 I 额=一=—— A 沁0.16A=16mA v 300mA 电流表应选 B 。U 额=6.3V v 10V,电

额U 6.3 额

6 3

2

—40 Q 比10K Q 小得多，仅比毫安表内阻大 10倍，故

1

额定电流"J 05" V °18A ，而G 的额定电流为

考虑不宜选用H 。由于40Q 是可变电阻 G 的中值的8倍，故

选用分压式连接方式。若使用限流

式，则在灯泡额定电压下，I 额= A,具体操作时I 额

63

疋0.16A 应体现在安培表上，故滑动变阻器此时大约

分压为U 滑=9V — 6.3V=2.7V 。故此时滑动变阻器调节

2 7

的阻值 R= 疋17Q> 10Q ，因此 G 不可能用限流

10

63

法，必须使用分压式。

答案：⑴BCFG ；⑵电路图如图 7所示，实物连接如 图8 所示 解法指导|本题的关键是在“额定电压下”较准确测量这一要求使得变阻器 G 无法使用限流式, 一般来

说，若待测电阻比滑动变阻器阻值大得多时，一般采用分压式。 例4、（97年高考）某电压表的内阻在 20K Q --50 K Q 之间，现要测量其内阻，实验室提供下列

可选用的器材:

压表选C,电源选F 。R 珠 = f

P

选用安培表外接法。

②滑动变阻器及连接方法的选取

将可变电阻H 接到电源两端，其上电流大若致为 9 50

图8

A 、待测电压表 V （量程3V ）;

B 、电流表：（量程--」几）；

C 、电流表丄（量程二）；

D 、电流表」（量程 ..）

E 、滑动变阻器 R （最大阻值」•；）；

F 、电源「（电动势4V ）;

G 电键K 。

（1） 所提供的电流表中，应选用 ____________ 。

（2） 为了尽量减小误差，要求测多组数据。试画出符合要求的实验电路图。 分析：将电流表、电压表串联，只要读出两表读数，即可用公式 l=U/R 求得电压表的内阻。通

过电压表的最大电流值

故电流表应选A 。

由于变阻器的阻值远小于电压表的内阻，且要求测多组数据，故变阻器 用分压式连接，如图 3所示。

例5.已知某电阻丝的电阻约为

10Q ，现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用；

A.量程为0.6A ，内阻是0.5 Q 的电流表。

B.量程为3V,内阻是6K Q 的电压表。

C.阻值是0--20 Q,额定电流为2A 的滑动变阻器。

D.蓄电池（6V ）。

E.开关一个，导线若干。 要求：画出用伏安法测上述电阻丝的电阻的电路图，测量数据要尽量 多。

分析：若采用限流式接法，由于电阻丝阻值为 10 Q,在3V 电压（电 压表的量程）下工作，则流过它的最大电流为 "，改变滑动变阻器 的阻值（0〜20 Q ）,电路中电流变化范围约为

，电流取 值范围比较小，故采用分压式接法比较好。电路图如图

4所示。

③

采用限流接法时限制不住， 电表总超量

程，用电器总超额定值。

在安全（I 滑额够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超

额定值，电源不过载）、有效（调节范围够用）的前题下，若 R 用＜ R ），原则上两种电路均可采 用，但考虑省电、电路结构简单，可先采用限流接法；而若 R 用＞＞F 0,则只能采用分压电路.

例6、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻

F X （约100 Q ）;直流电流表（量

程0~10 mA 内阻50 Q ）;直流电压表（量程 0~3 V 、内阻5 k Q ）;直流电源（输出电压 4 V 、 内阻不计）；滑动变阻器（0~15 Q 、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 •

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 Rv , 1二，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， I min =

=24 mA> 10 mA,

= 1.5x10^^=150^

图3

图4