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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,调光台灯电路中的变阻器,河北 保定 河北大学,2011,河北保定学院讲稿,王 绍 符,新概念基础物理,1,前 言,在初中物理,“变阻器”的,教学中，常常举出调光台灯的亮度控制，作为生活实例，还常用一个滑动变阻器与一个小灯泡串联的实验来进行验证,.,实际的调光台灯是这样吗？,2,概 述,调光台灯灯光的控制是由一个,能起到,类似,“,闸门,”,作用,的,晶闸管,来完成的,.,这个,“,闸门,”,的开闭会使交流电的波形被,“裁切”,，,从而,使电压的有效值发生变化,，进而达到控制灯光明暗的作用,.,交流电是按一定周期频率变化的，所以晶闸管的开闭也必须严格按一定规律进行,.,这要有一个,“,小精灵,”,把守着，精确把握时机，按时开闭,.,调光台灯灯光的控制是由一个,能起到,类似,“,闸门,”,作用,的,晶闸管,来完成的,.,这个,“,闸门,”,的开闭会使交流电的波形被,“裁切”,，,从而,使电压的有效值发生变化,，进而达到控制灯光明暗的作用,.,交流电是按一定周期频率变化的，所以晶闸管的开闭也必须严格按一定规律进行,.,这要有一个,“,小精灵,”,把守着，精确把握时机，按时开闭,.,这个,“,小精灵,”,就是,触发器,.,触发器是一个电路，变阻器是其中必不可少的元器件,.,在触发器电路中的变阻器与电容,器,构成一个具有重要时间特性的电路，其时间常数,=,RC,.,这也就是说，如果电容,C,一定，改变电阻的电阻，就能改变触发器触发晶闸管开关的时间,.,调光台灯灯光的控制是由一个,能起到,类似,“,闸门,”,作用,的,晶闸管,来完成的,.,这个,“,闸门,”,的开闭会,“,裁切,”,交流电的波形，,从而,使电压的有效值发生变化,，来达到控制灯光明暗的作用,.,交流电是按一定周期频率变化的，所以晶闸管的开闭也必须严格按一定规律进行,.,这要有一个,“,小精灵,”,把守着，精确把握时机，按时开闭,.,这个,“,小精灵,”,就是,触发器,.,触发器是一个电路，变阻器是其中必不可少的元器件,.,在触发器电路中的变阻器与电容构成一个具有重要时间特性的电路，其时间常数,=,RC,.,这也就是说，如果电容,C,一定，改变电阻就能改变触发器触发晶闸管开关的时间,.,这里使用变阻器的目的不在于控制,电流，而在于控制,时间,.,调光台灯灯光的控制是由一个,能起到,类似,“,闸门,”,作用,的,晶闸管,来完成的,.,这个,“,闸门,”,的开闭会,“,裁切,”,交流电的波形，,从而,使电压的有效值发生变化,，来达到控制灯光明暗的作用,.,3,单向晶闸管调光电路,实际的调光台灯控制电路是一个晶闸管（又称可控硅）调压电路,.,调光台灯控制电路,市场上见的调光台灯电路，有不少如图所示,.,经过四个二极管全波整流，加到晶闸管上的是单向的脉动电压,.,图中所用晶闸管,（BT1690）,为,单向晶闸管,，整流二极管为四只，型号为,1N4007,.,单向晶闸管的特性：,（,1,）控制极,G,不加电压，阳极,A,和阴极,K,间加正向电压时，晶闸管不能导通,.,单向晶闸管的特性：,（,1,）控制极,G,不加电压，阳极,A,和阴极,K,间加正向电压时，晶闸管不能导通,.,（,2,）控制极,G,加上适当控制电压时，阳极,A,和阴极,K,间只需加很小的正向电压，晶闸管即可导通,.,单向晶闸管的特性：,（,1,）控制极,G,不加电压，阳极,A,和阴极,K,间加正向电压时，晶闸管不能导通,.,（,3,）阳极,A,和阴极,K,间加反向电压时，不论控制极有无电压，均不可导通,.,（,2,）控制极,G,加上适当控制电压时，阳极,A,和阴极,K,间只需加很小的正向电压，晶闸管即可导通,.,单向晶闸管的特性：,（,1,）控制极,G,不加电压，阳极,A,和阴极,K,间加正向电压时，晶闸管不能导通,.,（,2,）控制极加上适当控制电压时，阳极和阴极间只需加很小的正向电压，晶闸管即可导通,.,（,3,）阳极和阴极间加反向电压时，不论控制极有无电压，均不可导通,.,（,4,）晶闸管一旦导通，控制极,G,就失去作用，即使去掉控制极电压，晶闸管依然导通，直到交流电压过零时晶闸管重新截止,.,4,触发电路,触发电路主要由电位器和电容器串联组成,.,接通交流电源以后，通过电位器给电容器充电，当电容器上的电压达到一定数值后，就会触发晶闸管导通,.,调节电位器的旋钮，可以改变充电的时间，从而控制晶闸管的“,导通角,”,（如图,b,所示）,，进而达到控制加在白炽灯两端电压的有效值,.,图,（a）全波整流单向脉动电压波形,图,（b）,导通角为,单向脉动电压波形,5,双向,晶闸管调光电路,市场上常见的调光台灯电路，还有一种如右图所示,.,没有整流电路，所用晶闸管为,双向晶闸管,.,图中所用,为,MAC97,-6,双向晶闸管,，触发电路的二极管为一只双向二极管，型号为,DB3,.,加到晶闸管上的是双向的交变电压,（图,a,）,.,调节电位器的旋钮，可以改变充电的时间，通过双向二极管控制晶闸管的“,导通角,”,（图,b,）,，从而达到控制加在白炽灯两端电压的有效值，进而控制灯光的明暗,.,图,（a）交变电压波形,图,（b）,导通角为,交变电压波形,调光台灯的旋钮控制变阻器的电阻，电阻越大，电容器达到所需触发电压值时的充电时间就越长，导电角就越小，电压的有效电压也就越小，灯光越暗,.,6,尾 声,调光台灯的旋钮控制变阻器的电阻，电阻越大，电容器达到所需触发电压值时的充电时间就越长，导电角就越小，电压的有效电压也就越小，灯光越暗,.,6,尾 声,这与用滑动变阻器与小灯泡串联的调光实验完全不同,.,晶闸管调压电路中的变阻器不在主电路上，而在触发电路上,.,主电路的电流并不通过触发电路，所以增大变阻器电阻，不会造成电能的无谓消耗,.,6,尾 声,调光台灯的旋钮控制变阻器的电阻，电阻越大，电容器达到所需触发电压值时的充电时间就越长，导电角就越小，电压的有效电压也就越小，灯光越暗,.,这与用滑动变阻器与小灯泡串联的调光实验完全不同,.,
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