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当定值电阻和滑动变阻器串联时怎么求定值电阻阻值?
★这里给大家用一个有关欧姆定律动态电路图的问,求定值电阻阻值的问题,详细见下图所示电路组成。
如上图所示电路,这个电路一个定值电阻R2,一个滑动变阻器R1,一个电源U,加一个电流表A,一个电压表V。
从电路图可知R1与R2形成串联关系,电压表侧滑动变阻器电压,电流表和总电流也测R1电流,当然也测R2电流。从电工学基础理论知识知道,因为串联电路电流都是相等的,那么现在滑片p它从a端往b端滑动的过程当中,电流表和电压表有了,如图所示,这么一段函数图像,现在要求的是定值电阻R2的阻值?
那么很明显这种题目当中电源电压首先是一个未知数,而R1滑动变阻器最大阻值也不晓得,那么我们应该怎么去算R2的阻值呢我们首先设电源电压它为电源U,然后滑片变阻器的p在往a端变化,这个时候就在a端的时候,再设电压表示数它为Ua,那么它的意思就是滑片p在a端时,R1电压为Ua,此时电流表示数为Ia,而串联电路是不是分压,就是R1电压+R2电压就等于电源电压。
现在的R1电压为Ua,则R2电压就是为U-Ua,就是总电压减R1电压,而且R2的电压我们是不是还可以用欧姆定律变形式给它表示出来。
此时电流表示数为Ia,R2阻值咱们直接用R2表示,则Ia乘以R2它是不是等于R2电压U-Ua,把这个式子我们记为①式,然后紧接着我们将滑片p给他移动至b端,同样的电压表示数我们记为Ub,电流表示数我们记为Ib。Ib仍然是电路当中的电流,而Ub仍然是R1的电压,那么同样电源总电压减去Ub,它还仍然是R2的电压。只不过这个电压与刚才滑动变阻器的p在a端电压不一样,这时候再用电路当中的电流Ib再给它乘以定值电阻R2阻值是不是仍然等于R2电压U-Ub,把这个式子我们记为②式。
然后我把①式和②式联立,去解这个方程组。怎么解?我们用这个等式的左边减去②式的左边,那么它是不是等于等式的右边减去②式的右边,就是拿①减去②式,最后进行整理,我们发现电源电压U是不是就约分了。左边减解左边它就等于Ub-Ua,而右边减右边,IaR2-IbR2提公因式R2, 它是不是变成括号(Ia-Ib)R2,那么再把R2的阻值我们导一下,R2它是不就等于(Ub-Ua)除以(Ia-Ib)。
Ub是不是滑片p在b端时的电压表示数,Ua是不是滑片p在a端时电压表示数,则Ub-Ua其实就是电压表示数的变化量,我们记它为△U,△U是b端电压减去a端电压,底下是a端电流减b端断路器,它是不是等于△I,它为电流表示数变化量,
那么在这个图当中,滑片p移动至a端时, R1阻值为0,电压表是不是为0,电流表示数是最大值,那底下这个肯定是b端,那Ub-Ua是不是最大电压减最小电压。 Ia-Ib是不是最大的电流减最小电流,它就等于算一算最大电压减最小电压3-0是不是等于3V,最大电流减去最小电流0.8-0.2=0.6A,最后用欧姆定律I=U/R定值电阻等于5Ω。
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