CN104392814A - 一种变阻器 - Google Patents

Abstract

本发明属于变阻器领域。现有技术变阻器有如下不足：1，电阻丝容易断。2，有震动产生。3，震动的时候伴随噪音。本发明解决技术问题采用的技术方案是：一种变阻器，包括面板、电阻丝、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接，其特征是：电阻丝一端和接线柱固定连接且电性连接；电阻丝另一端紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱，且电阻丝的这一端连接一根用于牵拉电阻丝、使电阻丝受到拉力的弹性拉索；弹性拉索的另一端固定连接于面板。本发明结构简单，解决了断丝、震动、噪声等问题。

Description

一种变阻器

技术领域

本发明属于滑动变阻器领域。

背景技术

专利号为ZL2009201400472（名称：发光变阻器）的文献披露了一种变阻器，现该变阻器已经得到了广泛的使用，在使用中发现如下不足：1，电阻丝容易断。2，有震动产生。3，震动的时候伴随噪音。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明披露如下技术方案，该技术方案解决了上述不足，本发明解决技术问题采用的技术方案是：

一种变阻器，包括面板、电阻丝、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接，其特征是：

电阻丝一端和接线柱固定连接且电性连接；

电阻丝另一端紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱，且电阻丝的这一端连接一根用于牵拉电阻丝、使电阻丝受到拉力的的弹性拉索；

弹性拉索的另一端固定连接于面板。

一种减震变阻器，包括面板、电阻丝、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接，其特征是：

电阻丝一端和接线柱固定连接且电性连接；

电阻丝另一端紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱，且电阻丝的这一端连接一根用于牵拉电阻丝、使电阻丝受到拉力的的弹性拉索；

弹性拉索的另一端固定连接于面板，

弹性拉索与电阻丝的夹角为30---60度。

一种防断电阻丝的变阻器，包括面板、电阻丝、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接，其特征是：

电阻丝的两端均紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱，且电阻丝的两端各连接一根用于牵拉电阻丝、使电阻丝受到拉力的的弹性拉索；

弹性拉索一端连接电阻丝，另一端固定连接于面板。

滑动变阻器，包括面板、电阻丝、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接，其特征是：

电阻丝的两端均紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱，且电阻丝的两端各连接一根用于牵拉电阻丝、使电阻丝受到拉力的的弹性拉索；

弹性拉索一端连接电阻丝，另一端固定连接于面板，

且：弹性拉索与电阻丝的夹角为30---60度。

所述接线柱的结构是这样的：有一根垂直于面板、且有一端固定连接于面板的中心圆柱，中心圆柱的外侧还套设有一个圆筒，且中心圆柱和圆筒都由导体制成。

所述面板设有一个孔，且电阻丝设置于面板的正面，弹性拉索设置于面板的背面。

弹性拉索是弹簧。

弹性拉索是橡皮筋。

所述弹性拉索为弹簧，且劲度系数为200N/m或者是1500N/m或者是2500N/m。

所述弹性拉索为橡皮筋，且劲度系数为200N/m或者是1500N/m或者是2500N/m。

一种滑片，包括用于套设滑轨8的滑套，其特征是：

有用于接触电阻丝1的第一弧形丝42，还有用于接触电阻丝的第二弧形丝42，

第一钢丝41的一端固定连接且电性连接滑套46，第一钢丝41的另一端固定连接且电性连接第一弧形丝42，第二钢丝43的一端固定连接且电性连接滑套46，第二钢丝43的另一端固定连接且电性连接第二弧形丝44，

第一钢丝41和滑套46的连接点距离面板5较近，第二钢丝43和滑套的连接点距离面板5较远，

第一弧形丝42距离面板5较远，第二弧形丝44距离面板5较近，

第一弧形丝42的形状是：朝电阻丝1方向弯曲的弧形，第二弧形丝44的形状是：朝电阻丝1方向弯曲的弧形，

第一钢丝41和第二钢丝43之间，设置有用于撑开第一钢丝41、第二钢丝43的弹簧45，弹簧45形变的方向和电阻丝1平行。

以上技术方案在合理范围可以组合使用。

本发明具有结构简单、解决了易断的问题，同时克服了震动和噪音的产生。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本发明实施例一的结构示意图。

图3是本发明实施例二的结构示意图。

图4是本发明实施例二的局部结构示意图。

图5是本发明实施例三的局部结构示意图。

图6是本发明实施例四的结构示意图。

图7是本发明实施例五的结构示意图。

图8是本发明实施例六的结构示意图。

图9是本发明实施例七局部结构示意图。

图10是本发明实施例七局部结构示意图。

图中：1-电阻丝，2-接线柱，21-中心圆柱，22-圆筒，3-弹性拉索，4-滑片，5-面板，6-底座，7-孔，8-滑轨，41-第一钢丝，42-第一弧形丝，43-第二钢丝，44-第二弧形丝，45-弹簧，46-滑套。

具体实施方式

参见附图1，是现有技术的结构示意图。现有技术的变阻器包括：面板5、用于支撑面板的底座6，电阻丝1、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱2、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片4，滑轨、电阻丝1都和滑片4电性连接。电阻丝和接线柱固定连接（当然：电阻丝和接线柱也是电性连接），电阻丝如果较粗，为了使其发光，就需要较大电流-----这对电源的要求比较苛刻，所以，这种变阻器都使用很细的电阻丝。

现有技术的变阻器存在这样的不足：1，电阻丝容易断。2，有震动产生。3，震动的时候伴随噪音。经过创造性的思考、发现后，确定了问题产生的原因如下：

1，电阻丝1受热膨胀，发生弯曲，电阻丝和滑片接触紧密程度发生明显改变，产生火花，电阻丝熔断，熔断也叫烧断。

2，电阻丝1受热膨胀后，电阻变大（电阻变大不光是长度变化引起的），电流减小，电流减小，又导致电阻丝收缩，如此反复，引发震动，在震动的时候，电阻丝和滑片也可能产生火花，进而造成电阻丝熔断。

为了验证对这些不足的原因判断，做了如下实验：1，用电热风枪持续吹电阻丝，使电阻丝尽可能保持在一个较高温度，发现震动明显减少，噪声也随之降低，并且熔断电阻丝的几率也降低。2，给变阻器采用限流接法连接一个较大电阻后，也发现震动明显减少，噪声也随之降低，并且熔断电阻丝的几率也降低。3，用常温流动空气给电阻丝降温，发现各种“毛病”发生几率提高。4，换用内阻更小的电源供电，各种“毛病”发生几率提高。

上述两个实验证实了猜想。

为了让该变阻器使用起来方便，当然不能一边演示该变阻器，一边用热风枪吹。为了方便的解决问题，也不便于使用连接较大电阻的方法来解决问题，因为这样解决问题对电源的要求很苛刻，这个实验采用了非常复杂的电源！所以，需要找到一个简单的方法来解决。

电阻丝容易断------这个问题一直没有得到很好的解决。震动和噪声虽然有紧密联系，但是，关于现有技术的这个装置，一直没有人注意这个问题，更没有人思考该问题的原因。在本专利中，不但提出该不足的原因，还给出解决问题的技术方案。从这一点讲，本专利所述的技术方案也是有创造性的。

实施例一

参见附图2，是本发明的结构示意图。一种变阻器，包括面板5、电阻丝1、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱2、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片4，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接，其特征是：

电阻丝1一端和接线柱2固定连接且电性连接；

电阻丝1另一端紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱2，且电阻丝的这一端连接一根用于牵拉电阻丝、使电阻丝受到拉力的的弹性拉索3；

弹性拉索3的另一端固定连接于面板5。

对上述技术方案的解释：

1，面板5、电阻丝1、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱2、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片4，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接-------这些是现有技术。

2，电性连接在本申请中的意思是说这种连接是可以导电的。事实上，相关领域技术人员应当知晓那些接触点要电性连接，哪些部件应该彼此绝缘。

3，电阻丝1另一端紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱2。电阻丝有两端，一端为a，a连接一个接线柱；另一端为b，b也连接一个接线柱，那么，a接线柱就叫做与电阻丝a端配套的接线柱，b接线柱就叫做与电阻丝b端配套的接线柱。紧密接触不同于固定连接，紧密的缘由是：紧密可以使导电性能良好，减小接触电阻。虽然紧密二字没有说明有多大的力，但是，相关领域技术人员应当知晓紧密二字的意思。

4，弹性拉索3用来牵拉电阻丝，使电阻丝1总保持绷紧状态。弹性拉索可以采用弹簧或者橡皮筋。

所述弹性拉索3为弹簧，且劲度系数为200N/m或者是1500N/m或者是2500N/m。

所述弹性拉索3为橡皮筋，且劲度系数为200N/m或者是1500N/m或者是2500N/m。

使用方法：调整弹性拉索3的长度，使弹性拉索3拉紧电阻丝1，相关领域技术人员应当知晓拉力不能太大，否则会拉断电阻丝。在电路中用限流接法连接变阻器，可以看到有效电阻在发光。

为什么弹性拉索3可以解决现有技术的不足呢？分析如下：1，弹性拉索3让电阻丝1总保持绷紧状态，电阻丝1受热膨胀后，电阻丝1和滑片之间的弹力没有发生太快变化，从而使得滑片和电阻丝之间产生火花的可能性降低，于是在滑片处断开的几率降低。2，电阻丝受热膨胀，电阻增大，进而电流减小，电阻丝又收缩，虽然膨胀和收缩仍然在继续发生，但是，有了弹性拉索（比如弹簧）缓冲，震动大大减小。虽然用弹簧缓冲属于常规技术手段，但是，一根直的电阻丝发生震动，之前是没有人提出是这个原因造成的，更没有人提出解决方案，从这个角度讲，本技术方案是有创造性的。

一个弹性拉索解决了现有技术的多个不足，而且，解决了几个看似毫不相干的问题，当然，震动和噪声因果关系，但是，断电阻丝和噪声谁又能想到是同一个原因造成的呢？即使猜想到这个原因，没有试验证实确实是这个原因，这样的猜想和抓阄的意义也没有什么区别了。

实施例二

参见附图3，是本实施例的结构示意图。一种减震变阻器，包括面板5、电阻丝1、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱2、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片4，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接，其特征是：

电阻丝1一端和接线柱2固定连接且电性连接；

电阻丝1另一端紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱2，且电阻丝的这一端连接一根用于牵拉电阻丝、使电阻丝受到拉力的的弹性拉索3；

弹性拉索3的另一端固定连接于面板5，

弹性拉索3与电阻丝1的夹角为30---60度。

解释：弹性拉索3与电阻丝1存在夹角为什么更好？这样可以使电阻丝1和接线柱更加紧密的接触。

弹性拉索3与电阻丝1的夹角为30---60度。什么是本发明所述的夹角，以下给出定义：参见附图4，是正视图，图中显示了电阻丝1、接线柱2、弹性拉索3，把电阻丝1所在直线延长，然后，向接线柱2方向弯折，也就是说让弹性拉索3和电阻丝1把接线柱围起来，这时候，电阻丝1所在直线和弹性拉索3拉力所属直线有一个夹角，这个夹角就是本发明所述的夹角，例如附图4中的角A。如果电阻丝1和弹性拉索3不在同一个平面，那么，把电阻丝和弹性拉索都投影到面板后的对应的夹角也属于本发明所述的夹角。

仅仅谈夹角，可能属于不清楚的表述，有了上述解释，夹角二字就属于清楚的表述了。

另外：这里的为什么夹角要30度----60度呢？因为：这个角度太大时，电阻丝和接线柱的接触压力就不大，造成接触电阻太大的不足。这个角度太小时，因为电阻丝和接线柱之间的摩擦力可能很大，弹性拉索3施加的拉力无法作用到电阻丝1。

实施例三

为了让接线柱和电阻丝之间满足这样的关系：1，紧密接触，2，弹性拉索能够很好的把拉力作用到电阻丝，所述接线柱的结构是这样的：参见附图5，图中反映了接线柱的结构示意图。该图为正视图。有一根垂直于面板、且有一端固定连接于面板的中心圆柱21，中心圆柱21的外侧还套设有一个圆筒22，且中心圆柱21和圆筒22都由导体制成。这样就可以适度增大电阻丝和弹性拉索之间的夹角而不至于引起电阻丝受不到拉力的情况。

实施例四

在实施例一、二、三的基础上，变阻器还有一个不足：之前已经介绍过电阻丝1一端和接线柱2固定连接且电性连接，这一端接线柱被命名为“固定连接电阻丝的接线柱”。固定连接有很多种方式，通常采用的有两种：1，用螺母拧紧，2，焊接。

实验发现，当滑动变阻器采用分压接法的时候，而且滑片和“固定连接电阻丝的接线柱”之间是支路电流时，该部分的电阻丝容易断开。这是出乎意料的！本领域技术人员应当知晓，滑动变阻器采用分压接法时，电阻丝被滑片分成两部分，一部分通过的是干路电流，一部分通过的是支路电流，按常理，应该是电流较大的那一部分断开，为什么这里是支路电流部分容易断开呢？原因是这样的：滑片压迫电阻丝的力度较大，干路部分膨胀较大，并且伴随着震动（需要说明的是：弹性拉索缓冲并不是防止电阻丝膨胀，也不是让震动消失，仅就震动而言，弹性拉索是缓冲这种震动），因为电阻丝长度的改变由温度或者说电流决定，所以，当干路部分发生震动时，会牵拉支路部分以及滑片，因为支路部分没有缓冲，又因为支路部分和干路部分被滑片施加了很大的压力，所以，一旦滑片发生挫动，就导致支路受到一个较大冲量进而导致支路部分断开。又因为支路部分也是有电流通过的，支路部分也达到了红热状态，所以，在拉力作用下，容易断开。换句话说，干路部分不断拉扯滑片，滑片偶尔被拉动，因为滑片压迫很紧，滑片的挫动会给支路部分一个时间很短的冲量，而干路部分有缓冲，所以，干路部分没有拉断，反而是支路部分拉断。

实验者做了如下对比实验，每一组对比实验都尽可能做到除了所要研究的问题不同，其他条件都相同。

对比实验一。区别仅在于一组实验中不采用滑片，而采用一根细铜丝直接箍紧电阻丝以代替滑片的导通功能，两组实验装置都不让滑片滑动，发现：采用细铜丝直接箍紧的那一组不再有明显的“支路断开”事件，细铜丝连接电阻丝的位置和滑轨8之间，细铜丝松弛，所以，细铜丝代表压力极小的滑片，也就是不会发生挫动的滑片。电阻丝可以带着细铜丝来回震动，而滑片通常要有足够大的强度。

对比实验二。其中一套装置采用有滑片的变阻器，另一组拆除滑片，在电阻丝通电工作后，用金属镊子镊住电阻丝，并且镊子代替滑片的导通功能，沿着电阻丝所在直线轻微晃动镊子，发现，支路部分的断开情况更加严重。

对比实验三。在分压接法中，用隔板把支路部分和干路部分隔开，然后，对支路部分持续吹冷风，使支路部分保持低温下足够的强度，发现，支路部分断开的几率大大降低。这也就是限流接法中为什么不存在此问题的原因。

对比实验四。对比实验的一组实验是这样设计的：把该变阻器作为固定阻值的电阻使用，滑片对电流没有影响，滑片把电阻丝分成了两段，一段固定连接接线柱，命名为甲段，另一段连接弹性拉索，命名为乙段，虽然甲乙两段电流相同，但是，实验发现，处于红热状态的甲段容易发生断开。

总而言之，支路部分容易断开的直接原因是滑片挫动。挫动，就是猛的一动。

为了研究这些技术问题产生的原因，实验者有过很多猜想，做过很多实验，本申请仅仅公布出了正确的猜想以及相应的对比实验。

滑片和电阻丝之间的压力必须大，不大的压力，就容易造成接触电阻过大。所以，这个问题是需要解决的技术问题。

为了解决这个技术问题，本发明提出如下技术方案：参见附图6，是本发明的正视图。一种防断电阻丝的变阻器，包括面板5、电阻丝1、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱2、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片4，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接，其特征是：电阻丝1的两端均紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱3，且电阻丝1的两端各连接一根用于牵拉电阻丝、使电阻丝受到拉力的的弹性拉索3；弹性拉索3一端连接电阻丝1，另一端固定连接于面板5。

设置有有两个弹性拉索，就可以很好的解决上述问题。当采用分压接法的时候，和支路电阻丝连接的弹性拉索主要作用是缓冲滑片挫动造成的受力，和干路电阻丝连接的弹性拉索不但起到缓冲作用还要起到降噪的作用。

该产品中，支路部分比干路部分容易断，这是首次被发现的问题，从这个角度讲，发现这个问题就是有创造性的。

这两个弹性拉索用来解决不同的技术问题，达到不同的技术效果。变阻器可以采用多种连接接线柱的方法实现分压接法，当采用其他连接接线柱的方法时，两个弹簧的功能发生互换。

实施例五

为了更好的让电阻丝和接线柱紧密接触，参见附图7。滑动变阻器，包括面板5、电阻丝1、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱2、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片4，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接，其特征是：

电阻丝1的两端均紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱2，且电阻丝1的两端各连接一根用于牵拉电阻丝、使电阻丝受到拉力的的弹性拉索3；

弹性拉索3一端连接电阻丝，另一端固定连接于面板5，

且：弹性拉索3与电阻丝1的夹角为30---60度。

基于上述实施例，该实施例不再详细分析。

实施例六

有了弹性拉索3这个设计，解决了很多技术问题，但是也带来新的问题：面板上出现了弹簧，这样就不能突出所要研究的问题（要研究的不是弹簧，而是电阻丝的有效电阻），可不可以把弹性拉索“隐藏”呢？可以的。参见附图8，是俯视图，图中有面板5，在面板5开凿一个孔7，把弹性拉索3设置到面板5的背面就可以了。面板的正面是有电阻丝的那一面，是展示给学生的那一面。

所述面板5设有一个孔，且电阻丝1设置于面板5的正面，弹性拉索3设置于面板5的背面。

实施例七

在实施例四中谈到“支路部分容易断开的直接原因是滑片挫动”，除了采用实施例四所述的技术方案，也可以采用实施例七（接下来就会谈到实施例七的技术方案）的技术方案，或者既有实施例四的方案，也有实施例七的方案。

实施例七的方案是：参见附图9，是正视图，参见附图10，是侧视图。所述滑片4的结构是这样的：一种滑片，包括用于套设滑轨8的滑套，其特征是：

有用于接触电阻丝1的第一弧形丝42，还有用于接触电阻丝的第二弧形丝42，

第一钢丝41的一端固定连接且电性连接滑套46，第一钢丝41的另一端固定连接且电性连接第一弧形丝42，第二钢丝43的一端固定连接且电性连接滑套46，第二钢丝43的另一端固定连接且电性连接第二弧形丝44，

第一钢丝41和滑套46的连接点距离面板5较近，第二钢丝43和滑套的连接点距离面板5较远，

第一弧形丝42距离面板5较远，第二弧形丝44距离面板5较近，

第一弧形丝42的形状是：朝电阻丝1方向弯曲的弧形，第二弧形丝44的形状是：朝电阻丝1方向弯曲的弧形，

第一钢丝41和第二钢丝43之间，设置有用于撑开第一钢丝41、第二钢丝43的弹簧45，弹簧45形变的方向和电阻丝1平行。

解释：

有用于接触电阻丝1的第一弧形丝42，还有用于接触电阻丝的第二弧形丝42，这里的接触当然是电性接触，因为需要让这两个弧形丝和电阻丝形成电流的通路。

第一钢丝41的另一端固定连接且电性连接第一弧形丝42：第一弧形丝42只有一端和第一钢丝41连接，另一端空置。第二钢丝43的另一端固定连接且电性连接第二弧形丝44，这句话亦如此理解。

第一钢丝41和滑套46的连接点距离面板5较近，第二钢丝43和滑套的连接点距离面板5较远，第一弧形丝42距离面板5较远，第二弧形丝44距离面板5较近。虽然远、近通常属于不清楚的表述，但是，在有远近对比的情况下，远、近就属于清楚的表述。

第一弧形丝42的形状是：朝电阻丝1方向弯曲的弧形，第二弧形丝44的形状是：朝电阻丝1方向弯曲的弧形，其目的是两个弧形丝大致形成一个圆形，且圆形的内部有电阻丝1。附图10为了使图片看上去结构清楚，没有让两个弧形丝接触到电阻丝，这仅仅是为了让图片能显示清楚弧形丝的形状。附图10为了使图片看上去清爽，没有画出弹簧45。

进一步解释：钢丝是具有弹性的，所以，第一钢丝41和第二钢丝43可以对相应的弧形丝施加弹力，从而使得弧形丝可以紧密和电阻丝接触。因为有弹簧45，又因为有第一钢丝和第二钢丝，所以，滑片4发生挫动的可能性大大降低。本实施例的技术方案，既可以保证滑片和电阻丝良好接触，又可以减少挫动的可能性，更降低了在滑动过程中发生挫动的可能性。

实施例七所述的滑片还有一个不足：滑片4和电阻丝1接触位置不是一个，而是两个。可以这样解决：让第一弧形丝和第二弧形丝距离小一点，然后，设置一个不透明的盖子，遮盖住钢丝、弧形丝就可以了。毕竟这只是一个演示用具。这样的设计，既不明显影响分压接法的效果，也不影响限流接法的效果。

本发明所述的实施例，电阻丝都采用50W外热式电烙铁中的电热丝：拆开电烙铁就可以取出缠在云母上的电阻丝。

实施例八

上述各个实施例在合理范围可以组合使用。

本发明结构简单，解决了断丝、震动、噪声等问题。

Claims (1)

1.一种变阻器，包括面板、电阻丝、垂直于面板且和面板固定连接的接线柱、与电阻丝平行设置的滑轨，滑轨和面板固定连接，用于沿滑轨滑动的滑片，滑轨、电阻丝都和滑片电性连接，其特征是：

电阻丝一端和接线柱固定连接且电性连接；

电阻丝另一端紧密接触与该端配套的、且与该端为电性连接的接线柱，且电阻丝的这一端连接一根用于牵拉电阻丝、使电阻丝受到拉力的的弹性拉索；

弹性拉索的另一端固定连接于面板。