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电压表和电流表的改装


电压表和电流表
甘肃省通渭县一中 周全新

一、表头
1、表头的构造及原理:

G

小量程电流表

主要有永磁体和放入磁场中的可 转动的线圈组成,线圈上连着指针。 当线圈通上电流时,线圈就会在 磁场力的作用下带动指针一起转动, 电流越大,指针偏转的角度也越大 (电流相同,指针偏角相同)。由指 针所指的标有电流值的刻度盘上的位 置就可以读出通过表头(线圈)的电 流值。 由欧姆定律知,电压和电流成正 比,因而刻度盘上标出电压值,就可 以由指针位置读出表头两端的电压值

2、表头的几个参数

Ig

G

Rg

表头的电阻Rg叫电流表的内阻(线圈本身的 电阻),指针偏转到最大位置时的电流Ig叫满偏 电流,当电流表通过的电流是满偏电流时加在电 流表两端的电压Ug叫满偏电压。 由欧姆定律可知:Ug=IgRg 所以,表头既是一个量程为Ig的电流表,又 是一个量程为Ug的电压表,而且还是一个阻值为 Rg的小电阻。 3、 表头的满偏电压和满偏电流都比较小,通常 所用电压表和电流表都是用小量程的电流表(表 头)改装而成的。

二、电流表
1、改装
I Ig G R Rg
等效为

A

在表头上并联一个电阻,就可以把小量 程的电流表改装成一个较大量程的电流表: I A U RA

IR

我们看到:并联电阻R起到了分流的作用, 实际上通过表头的最大电流还是等于满偏电流Ig 改装后的电流表的内阻为RA,电流表的最大 量程为I。

例1、有一个表头G ,内阻Rg=25Ω,满偏电流 Ig=3mA,把它改装成量程为0.6A的电流表,要并 联一个多大的电阻R?

I

Ig IR

G R

Rg
等效为

I

A
U

RA

解:根据欧姆定律:IgRg=IRR 并联电阻: 由扩大倍数 所以有:

电流表的内阻

电流表内阻很小

2、换刻度盘
将原来的刻度盘上的刻度值换成新量程下的数字

3、校对
改装后的电流表,还要进行校对,方法如下:
上例中,改装电流表 的量程是0.6A,现利用一个 标准电流表A进行校对,电 路如图。
G
R R′ A

调节滑动变阻器,使A的示数分别为0.1A、0.2A、0.3A、 0.4A、0. 5A、0.6A并核对电流表的示数是否正确。注意弄 清改装电流表刻度盘上的最小分度值。最后算出改装电流 表的百分误差:如改装电流表在满刻度0.6A时,标准电流 表读数为0.59A,则百分误差为:

三、电压表
Ig G Ug Rg R UR
等效为

V
RV

1、改装 在表头上串联一个电阻,就可以把小
量程的电流表改装成一个较大量程的电压表: Ig V U

U 我们看到:串联电阻R起到了分压的作用, 实际上加在表头两端的最大电压还是等于表头的 满偏电压Ug,通过表头的最大电流还是Ig。 改装后的电压表的内阻为RV,电压表的最大 量程为U。

例2、有一个表头G,内阻Rg=10Ω,满偏电流 Ig=3mA,把它改装成量程为3V的电压表,要串联 一个多大的电阻R? (可看成满偏电压为Ug的电压表) Ig G Ug

Rg

R UR 并联电阻:

Ig

V

RV

U

U 解:由欧姆定律:

由扩大倍数

所以有:
电压表内阻很大

电压表的内阻为:RV=Rg+R

2、换刻度盘
将原来的刻度值换成表示电压表电压值的数字

3、校对
改装后的电压表,还要进行校对,方法如下:
上例中,改装电压表 的量程是3V,现利用一个标 准电压表V进行校对,电路 如图。
G V R

R′

调节滑动变阻器,使V的示数分别为0.5V、1V、0.5V、 2V、2.5V、3V并核对电压表的示数是否正确。注意弄清 改装电压表刻度盘上的最小分度值。最后算出改装电压表 的百分误差:如改装电压表在满刻度3V时,标准电压表 读数为3.1V,则百分误差为:

四、电流表和电压表的使用
1、接入方法 电流表测电流时和被测电路串联,电流从正接线柱流进。 电压表测电压时应与被测电路并联,正接线柱接电势高端。
用于其它目的时接法可能有所不同

2、内阻的影响 ①对理想电流表,内阻为零,连在电路中时视为短路,读 数就是通过电流表的电流。对理想的电压表,内阻无穷大, 在电路中视为开路,其读数就是两接线柱两端的电压。 ②对内阻不能忽略的实际电流表,可视为一个已知阻值的 小电阻,其读数就是通过这个小电阻的电流。电压表可视为 一个阻值很大的电阻,读数就 是这个电阻两端的电压。 3、量程的选择 在保证不超过量程时电表的指针偏角越大,读数误差相 对越小。

练习1、将两个由完全相同的电流表改装的电压表 V1和V2串联在起来,量程分别是5V和15V。 Rg Rg Ig G G R2 R1 V1 V2

A、读数相同 B、指针偏转角度相同 C、读数不同,指针偏转角度也不同 D、读数之比等于两电压表内阻之比。

例2:如图所示,四个相同的电流表分别改装成两个安 培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程,伏 特表V1的量程大于V2的量程,把它们按图接入电路,则 大于 安培表A2的读数;安培表A1的偏 安培表A1的读数 大于 等于 安培表A2的偏转角;伏特表V1的读数 转角 等于 伏特表V 的 伏特表V2的读数;伏特表V1的偏转角 2 偏转角;(填“大于”,“小于”或“等于”)
读数是实际电流或电压,偏角是通过表头的电流。


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