變阻器調光器：連續可變電阻
1·預測
變阻器（可變電阻器）與燈串聯。當您將變阻器滑向更高的電阻時，燈的電流會上升還是下降？
- 電流隨著變阻器電阻的增加而增加。
- 電流隨著變阻器電阻的升高而下降－總串聯電阻越大代表電流越小。
- 電流不取決於變阻器設定。
2·設定
- 開啟調光器預設並按重設。燈固定在100Ω；電池供電 9 V。
- 啟用燈上的電流讀數。
- 設定每次試驗的變阻器電阻並記錄燈電流。
3·收集數據
| 變阻器電阻R_rh (Ω) | 燈電流I (A) |
|---|---|
| 0.00 | |
| 50.00 | |
| 100.00 |
針對三次試驗，繪製電流I（y軸）相對變阻器電阻R_rh（x軸）的關係圖。
4·分析
- 對於一項試驗，使用 E = 9 V、R_lamp = 100 Ω 計算 I = E/(R_lamp + R_rh)。與表比較。
- 變阻器和燈是串聯的，因此這與 series-resistors 的關係相同 - 除了現在一個「電阻器」是連續可調的。解釋為什麼滑動變阻器可以平穩地調暗或調亮燈。
5·擴展
- 與快速開關電源的現代LED調光器不同，變阻式調光器會以恰好正比於其自身I²R的方式，在變阻器本身中把能量浪費為熱。請解釋為什麼老式的變阻式調光器會發熱。
- 此變阻器可設定為 0 Ω 至 100 Ω 之間的任何值。最大可能電流（變阻器為 0 Ω）和最小可能電流（變阻器為最大）是多少？使用您的公式檢查這兩個限制。
這個實驗背後的物理原理
作為串聯電阻的變阻器
變阻器充當可調串聯電阻：I = E/(R_lamp + R_rh)。將其滑向更高的電阻會持續降低電流，從而平穩地調暗燈，而不是完全打開或關閉它。