[科普中国]-滑动变阻器

滑动变阻器是电路元件，它可以通过来改变自身的电阻，从而起到控制电路的作用。在电路分析中，滑动变阻器既可以作为一个定值电阻，也可以作为一个变值电阻。滑动变阻器的构成一般包括接线柱****、 滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。滑动变阻器的电阻丝绕在绝缘瓷筒上，电阻丝外面涂有绝缘漆。

工作原理滑动变阻器是电学中常用器件之一，它的工作原理是通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的，从而逐渐改变电路中的电流的大小。滑动变阻器的电阻丝一般是熔点高，电阻大的镍铬合金，金属杆一般是电阻小的金属，所以当电阻横截面积一定时，电阻丝越长，电阻越大，电阻丝越短，电阻越小。1

主要作用（1）保护电路。

（2）通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流的大小和方向，从而改变与之串联的导体（用电器）两端的电压。在连接滑动变阻器时，要求：“一上一下，重点在下”，金属杆和电阻丝各用一个接线柱；实际连接应根据要求选择电阻丝的两个接线柱。

（3）改变电压。探究欧姆定律时（ ），起到改变与其串联的用电器两端电压的作用。

（4）利用伏安法测电阻，依据是欧姆定律的变形公式： 。

主要材料滑动变阻器电阻丝的材料一般为康铜丝或镍铬合金丝，将康铜丝或镍铬合金丝绕制在绝缘筒上，两端用引线引出，变阻器的滑片接触电阻丝并可调节到两端的距离，从而改变金属杆到电阻丝两端的电阻，这就组成了滑动变阻器。还有就是用电阻材料（比如碳质材料）“镀”在绝缘基板上，由中间的滑片来调节电阻的滑动变阻器。2

接法滑动变阻器在电路中可以作限流器用，也可以作分压器用。在确保安全的条件下，如何选用这两种不同的形式，是由电路中的需要来决定的。

限流式以下情况可选用限流式接法：

①待测用电器电阻接近滑动变阻器电阻（也可选用分压式接法）。

②简化电路，节约能源。

分压式以下情况必须使用分压式接法：①待测用电器电阻远大于或远小于滑动变阻器电阻。②实验要求待测用电器电流及其两端电压可以由0开始连续变化（例如测小灯泡的伏安特性曲线）。③实验要求待测用电器电流及其两端电压可变范围较大。④采用限流式接法时，无论如何调节变阻器，电流、电压都大于对应电表的量程。

串分压公式：U1/U2=R1/R2

并分流公式：I 1/I 2=R2/R1

在一个并联电路中，电路中总电阻的倒数等于各支路上电阻的倒数之和。

公式为：R串=R1+R2+R3+..........+Rn

公式为：1/R并=1/R1+1/R2+...........+1/Rn

实验室接法连接的方法有6种，分别为AB、AC、AD、BD、BC、CD

其中只有AC，AD，BD，BC这四种方法，也就是所谓的“一上一下”，可以改变阻值。

剩下的两种不能改变阻值。

具体情况如下：

1、当导线接AC时，滑片P向左移动时电阻变小，电流变大。当滑片P向右移动时，电阻变大，电流变小。接AD相同。

2、当导线接BD时，滑片P向左移动时电阻变大，电流变小。当滑片P向右移动时，电阻变小，电流变大。导线接BC相同。

3、当导线接CD时，这时的电阻几乎为0，电流十分大。同时电阻的阻值不可以通过移动滑片P来改变，所以这时变阻器就相当于一根导线。另外，如果这样直接接到电源上，就会发生短路。

4、当导线接AB时。这时的电阻是最大的，那么通过的电流也很小。同时电阻的阻值也不可以通过移动滑片P来改变，也相当于一个定值电阻。

电器中的功能可变式电阻器一般称为电位器，从形状上分有圆柱形、长方体形等多种形状；从结构上分有直滑式、旋转式、带开关式、带紧锁装置式、多连式、多圈式、微调式和无接触式等多种形式；从材料上分有碳膜、合成膜、有机导电体、金属玻璃釉和合金电阻丝等多种电阻体材料。碳膜电位器是较常用的一种。电位器在旋转时，其相应的阻值依旋转角度而变化。变化规律有三种不同形式。
X型为直线型，其阻值按角度均匀变化。它适于作分压、调节电流等用。如在电视机中作场频调整。
Z型为指数型，其阻值按旋转角度依指数关系变化（阻值变化开始缓慢，以后变快），它普遍使用在音量调节电路里。由于人耳对声音响度的听觉特性是接近于对数关系的，当音量从零开始逐渐变大的一段过程中，人耳对音量变化的听觉最灵敏，当音量大到一定程度后，人耳听觉逐渐变迟钝。所以音量调整一般采用指数式电位器，使声音变化听起来显得平稳、舒适。
D型为对数型，其阻值按旋转角度依对数关系变化（即阻值变化开始快，以后缓慢），这种方式多用于仪器设备的特殊调节。在电视机中采用这种电位器调整黑白对比度，可使对比度更加适宜。
电路中进行一般调节时，采用价格低廉的碳膜电位器；在进行精确调节时，宜采用多圈电位器或精密电位器。2

应用音响上调节音量大小的旋钮；台灯上调节灯光亮度的旋钮；电脑上调节显示器亮暗的旋钮；调节电烫斗的温度的旋钮，另外，汽车上的油量表，过磅称的称重仪等都利用了滑动变阻器。

滑动变阻器在电路中的作用（1）保护电路，即连接好电路，开关闭合前，应调节滑动变阻器的滑片P，使滑动变阻器接入电路部分的电阻最大。

（2）通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流，从而改变与之串联的导体（用电器）两端的电压。在连接滑动变阻器时，要求：一上一下，各用一个接线柱；实际连接应根据要求选择下面的接线柱。

另外，日常生活中我们经常用到旋钮型变阻器，能够调整音量的电位器，调节台灯亮度的旋钮等等，它们的工作原理都是与滑动变阻器的工作原理类似。

欧姆定律一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。

欧姆定律的公式：I=U/R（I：电流 单位：A； U：电压 单位：V； R：电阻 单位：Ω）。

保持电阻不变时，电流和电压成正比。

保持电压不变时，电流跟电阻成反比。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学