第9节 变阻器范围限制 (修订中)
[TOC]
零件和材料
- 几个 10 kΩ 电阻器
- 一个 10 kΩ 电位器，线性锥形（Radio Shack 目录 # 271-1715）
交叉引用
电路课程，第 1 卷，第 5 章：“串联和并联电路”
电路课程，第 1 卷，第 7 章：“串并联组合电路”
电路课程，第 1 卷，第 8 章：“直流计量电路”
学习目标
- 确定串并联电阻
- 展示校准理论和实践
原理图，示意图
插图
指示
该实验探讨了通过将固定值电阻器与作为变阻器连接的电位器组合可获得的不同电阻范围。
首先，连接一个 10 kΩ 电位器作为变阻器，不连接其他电阻器。
在整个行程范围内调整电位器应该会导致电阻从 0 Ω 到 10,000 Ω 平稳变化：
假设我们想提高这个电阻范围的下限，以便我们有一个从 10 kΩ 到 20 kΩ 的可调范围，同时对电位器的调整进行全面扫描。
这可以通过添加一个与电位计_串联的 10 kΩ 电阻器来轻松实现。_
如图所示在电路中添加一个，并在调整电位计时重新测量总电阻：
在计量学术语中，调整范围低端的偏移称为_零校准。_
添加串联的 10 kΩ 电阻后，“零点”向上移动了 10,000 Ω。
但是，量程的高端和低端之间的差异（称为电路的_跨度_）没有改变：10 kΩ 至 20 kΩ 的量程与 0 Ω 至 10 kΩ 的量程具有相同的 10,000 Ω 跨度。
如果我们也想改变这个变阻器电路的跨度，我们必须改变电位器本身的范围。
我们可以用另一个值替换电位器，或者我们可以通过将电阻器_与其并联_来模拟较低值的电位器，从而减小其最大可获得电阻。这会将电路的跨度从 10 kΩ 减小到更少。
添加一个与电位计并联的 10 kΩ 电阻，以将跨度减小到原来值的一半：从 10 KΩ 到 5 kΩ。现在该电路的校准电阻范围为 10 kΩ 至 15 kΩ：
我们无法_增加_这个变阻器电路的跨度，除非用另一个总电阻更大的电位器代替电位器。
并联电阻只能减小跨度。但是，校准该电路的零点没有这样的限制，因为它从 0 Ω 开始，并且可以通过串联电阻来达到我们希望的大小。
仅使用 10 KΩ 固定值电阻器，如果我们对它们的串并联组合有创意，就可以获得多种电阻范围。
例如，我们可以通过构建以下电路来创建 7.5 kΩ 到 10 kΩ 的范围：
从固定值电阻器和电位器创建自定义电阻范围是一种非常有用的技术，可用于产生某些电路（尤其是仪表电路）所需的精确电阻。
在许多电气仪器（尤其是万用表）中，电阻是仪器测量范围的决定因素。
如果仪器的内阻值不精确，其指示也不精确。
在仪器电路设计中找到合适电阻的固定值电阻器是不可能的，因此可能需要构建自定义电阻“网络”以提供所需的电阻。
如果网络的电阻应该从其原始值“漂移”，则将电位计作为电阻网络的一部分提供了一种校正方法。
为最小跨度设计网络可确保电位器的影响很小，从而可以进行精确调整，并且其机构的意外移动不会导致严重的校准错误。
试验不同的电阻“网络”并注意对总电阻范围的影响。
相关练习：
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