实验三类比电表之内电阻及扩大测量范围之方法.PDF

實驗三 類比電表之內電阻及擴大測量範圍之方法 實驗目的 1. 測量伏特計 電壓計；( voltagemeter)及安培計 電流計；( amperemeter)之內電阻。 2. 利用簡單電路擴大伏特計及安培計之測量範圍。 3. 類比電表之進一步研究。 實驗原理 1.歐姆定律、分流定理、分壓定理 歐姆定律 ：一個電阻的兩端電位差與通過該元件的電流成正比。此電位差與通過電流的比值 稱為該元件的電阻值。 分流定理 ：兩個以上的電阻以並聯(parallel)的方式連接 [如圖 3.1(a)] 。假定此電路兩端有電流 通過，通過各電阻的分支電流大小與各電阻值之倒數成正比。 分壓定理：兩個以上的電阻以串聯(series)的方式連接 [如圖 3.1(b)] 。假定此電路兩端有電位差， 各電阻的兩端電位差與各電阻值成正比。 (a) (b) 圖 3.1電阻的並聯與串聯的連接方式 2. 檢流計原理、伏特計及安培計與線路之連接方式 檢流計原理 ：檢流計是一種永磁動圈式(PMMC)偏向儀器，當一電流通過，造成磁力使指針 偏轉 [如圖 3.2(a)] ，當造成指針偏轉的磁力與螺旋式彈簧達成靜力平衡，其偏轉的角度與通過 的電流成正比，故可藉由偏轉的角度得知其通過的電流 [如圖 3.2(b)] 。一般而言，檢流計具有 固定的內阻，因此由其通過電流可以得到檢流計兩端之跨壓。 (a) (b) 圖 3.2 檢流計的基本原理 伏特計原理 、伏特計與線路之連接方式：直流伏特計的結構是一個檢流計串聯一個電阻[如圖 3.3(a)] ，其與欲量測線路之連接方式為並聯[如圖 3.3(b)] 。 (a) (b) 圖 3.3 直流伏特計的結構以及與線路的連接方式 安培計原理 、安培計與線路之連接方式：直流安培計的結構是一個檢流計並聯一個電阻[如圖 3.4(a)] ，其與欲量測線路之連接方式為串聯[如圖 3.4(b)] 。 (a) (b) 圖 3.4 直流安培計的結構以及與線路的連接方式 實驗儀器與材料 1.實驗儀器 2. 實驗材料 電源供應器 1x 可變電阻： 100Ω 1x 類比(指針 )三用電表 1x 50kΩ 1x 數位三用電表 1x 1MΩ 1x 麵包板 1x 實驗步驟 (一) 量測伏特計之內電阻 分別將類比電表旋至 3V/12V/30V 三個檔位或者相近的三個，視實驗室發的電表而定( ) ： METER Voltm eter E +