变阻器调光器：连续可变电阻
1·预测
变阻器（可变电阻器）与灯串联。当您将变阻器滑向更高的电阻时，灯的电流会上升还是下降？
- 电流随着变阻器电阻的增加而增加。
- 电流随着变阻器电阻的升高而下降——总串联电阻越大意味着电流越小。
- 电流不取决于变阻器设置。
2·设置
- 打开调光器预设并按重置。灯固定在100Ω；电池供电 9 V。
- 启用灯上的电流读数。
- 设置每次试验的变阻器电阻并记录灯电流。
3·收集数据
| 变阻器电阻R_rh (Ω) | 灯电流I (A) |
|---|---|
| 0.00 | |
| 50.00 | |
| 100.00 |
针对三次试验，绘制电流I（y轴）相对变阻器电阻R_rh（x轴）的关系图。
4·分析
- 对于一项试验，使用 E = 9 V、R_lamp = 100 Ω 计算 I = E/(R_lamp + R_rh)。与表比较。
- 变阻器和灯是串联的，因此这与 series-resistors 的关系相同 - 除了现在一个“电阻器”是连续可调的。解释为什么滑动变阻器可以平稳地调暗或调亮灯。
5·扩展
- 与快速开关电源的现代LED调光器不同，变阻式调光器会以恰好正比于其自身I²R的方式，在变阻器本身中把能量浪费为热。请解释为什么老式的变阻式调光器会发热。
- 该变阻器可设置为 0 Ω 至 100 Ω 之间的任何值。最大可能电流（变阻器为 0 Ω）和最小可能电流（变阻器为最大）是多少？使用您的公式检查这两个限制。
这个实验背后的物理原理
作为串联电阻的变阻器
变阻器充当可调串联电阻：I = E/(R_lamp + R_rh)。将其滑向更高的电阻会持续减少电流，从而平稳地调暗灯，而不是完全打开或关闭它。