第7节 Potentiometer as a Rheostat (修订中)
[TOC]
# 1. 学习目标
- 变阻器用途
- 将电位计连接为变阻器
- 简单的电机速度控制
- 在电流表上使用电压表来验证连续电路
# 2. 零件和材料
- 6伏电池
- 电位器，单圈，5 kΩ，线性锥形（Radio Shack 目录 # 271-1714）
- 小型“爱好”电机，永磁型（Radio Shack 目录 # 273-223 或同等产品）
对于这个实验，您将需要一个相对低值的电位器，当然不超过 5 kΩ。
# 3. 交叉引用
电路课程，第 1 卷，第 2 章：“欧姆定律”
# 4. 原理图，示意图
# 5. 使用电位器作为变阻器的接线图
# 6. 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。
然而，在某些应用中，我们不一定需要一个可变分压器，而只需要一个可变电阻器：一个两端设备。
从技术上讲，可变电阻器被称为___变阻器___，但电位器可以很容易地用作变阻器。
在其最简单的配置中，电位计可以用作变阻器，只需使用抽头端子和其他端子之一，第三个端子未连接且未使用：
将电位器控制向使抽头最靠近另一个使用的端子的方向移动会产生较低的电阻。
增加或减少阻力所需的运动方向可以通过使用一组不同的端子来改变：
但请注意，不要使用两个外部端子，因为转动电位计轴_时，电阻不会发生变化。_
换句话说，它将不再充当_可变_电阻：
按照原理图和插图所示构建电路，仅使用电位计上的两个端子，并查看如何通过调整轴位置来控制电机速度。
试验电位器上的不同端子连接，注意电机速度控制的变化。
如果您的电位器具有高电阻（在两个外部端子之间测量），则电机可能根本不会移动，直到雨刷器非常靠近连接的外部端子。
如您所见，可以使用串联的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使用高速开关器件（如_晶体管_）向电机快速“脉冲”供电。
家用灯光“调光器”开关使用了类似的功率控制方法。
不幸的是，这些技术过于复杂，无法在实验的这一点上进行探索。
当电位器用作变阻器时，“未使用”端子通常连接到抽头端子，如下所示：
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验证这一事实：
如果电位器处于良好的工作状态，那么这条额外的电线没有任何区别。
然而，如果雨刮器与电位器内的电阻条失去接触，这种连接可确保电路不会完全打开：仍然会有电流通过电机的电阻路径。在某些应用中，这可能很重要。
旧的电位器往往会遭受雨刮器和电阻带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”导线通过保持来提供保护措施电路连续性。
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抽头接触“故障”，测量电机两端的电压以确保仍有电源进入，无论多么小：
# 7. 使用电机电压比测量电路电流更安全
测量电路电流而不是电机电压来验证完整的电路是有效的，但这是一种更安全的方法，因为它不需要断开电路以串联插入电流表。
每当使用电流表时，通过将电流表连接到一个大的电压源，可能会导致短路，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相同的事情，它都是更明智的选择。
相关练习：
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