创意电子学小知识：电位器

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电位器
- 需要的物品
- 电位器
- - 测试电位器
- 用电位器调节 LED 的亮度

本实验中的电位器将帮助你学习关于电压和电流的更多知识，并理解电压和电流之间的关系。

电位器

需要的物品

万用表
9 V 电池 1 块
电阻-器：470 Ω 1 个、1 kΩ 1 个
通用 LED 2 个
两端有弹簧夹的测试引线 4 条
1 kΩ 线性电位器 2 个

电位器

我想让你做的第一件事是观察电位器是如何工作的，而达到这个目的的最佳方式就是拆开电位器。本实验准备两个电位器的原因——以防你不能将拆开的电位器恢复原状。
大多数电位器都是用小金属片固定的，你需要用螺丝刀或钳子把它们向上弯曲。图 1-48 用红圈标记了金属片。（第四片金属片藏在电位器的主轴后面。）图 1-49 展示了金属片向上、向外弯曲的样子。

图1-48

图1-49
在撬开金属片之后，要非常小心地把主轴向上提起，同时用另一只手握住电位器的外壳，电位器应该分离成图 1-50 中的样子。

图1-50
外壳内部有一条环形轨道。可能由导电塑料制成，也可能包裹细导线，这取决于你购买的是廉价电位器还是稍微高级一些的，如照片所示。无论怎样，原理都相同。导线或塑料具有一定的电阻（在 1 kΩ 电位器中，一共 1000 Ω），随着主轴的转动，一个滑动片与电阻摩擦，可以给你提供一条从中心接头到任意点的捷径。图 1-50 用红圈标记了滑动片。

测试电位器

将万用表调到电阻档（手动量程的万用表至少要调到 1 kΩ），用两个探针触碰图 1-51 所示的两个相邻接头。你会发现，把电位器的主轴顺时针转动（从上面观察）时，电阻下降到接近于零。把主轴逆时针转动时，电阻上升到约 1 kΩ。现在，将黑表笔保持在原位，用红表笔触碰第三个接头，电位器的电阻变化情况相反。
你觉得中间的接头是否有可能连接到电位器内部的滑动片上呢？另外两个接头是否与轨道的两端相连接呢？

图 1-51

如果把红表笔移到黑表笔的位置上，而把黑表笔移回红表笔原来的位置，它们之间的阻值并不会改变。两个方向测试的结果是一样的。电位器与 LED不同，后者需要连接正确才能工作，而电位器是没有极性的。

注意：不要外加电源，在测量电阻大小时不要给电路连接电源。测量电阻时，你的万用表会使用内部电池提供的一个小电压。避免这个小电压与电池提供的电压产生冲突。

用电位器调节 LED 的亮度

图1-52用电位器调节 LED 的亮度

现在，你可以用电位器控制 LED 的亮度了。将所有元件严格按照图 1-52 所示连接起来。要确定两个弹簧夹已经夹在了接头上。你现在使用的是可变电阻（电位器），而实验 3 用的是定值电阻（图 1-45）。
把那个 LED 放在一边吧。它再也无法亮起来了。

开始时，要逆时针转动主轴（见上文），否则在我们真正开始实验之前，LED 就会烧毁。现在，非常缓慢地顺时针转动主轴，按照蓝色箭头的方向，你会发现 LED 变得越来越亮，越来越亮，直到——喔，它突然熄灭了！你知道现代电子产品是多么容易损坏了吧？你可能没有意识到我是要让它永远变暗。

图 1-53
换上一个新的 LED，这次让我们保护好它。加入一个470 Ω 的电阻器，如图 1-53 所示。电流通过 470 Ω 的电阻和电位器，这样，即使电位器的阻值降为零，LED 也会受到保护。你可以转动电位器的主轴，而不用担心毁坏任何东西。
我希望你已经明白，LED 太过敏感，不能直接连接到9 V 的电池上。它一定要用电路中额外的电阻加以保护。

你能直接用一节 1.5 V 电池给 LED 供电吗？试试看。它的亮度可能较低，但 1.5 V 是低于 LED 阈值电压的。让我们找出 LED 究竟需要多大的工作电压。