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电表的原理、改装及应用
知识要点梳理
知识点一——电表的改装
▲知识梳理
1.电流表(表头)
小量程的电流表 G 是我们常说的“表头”,电流表 G 的主要参数有三个:
①电流表 G 的电阻 ,通常叫做电流表的内阻;
②指针偏转到最大刻度时的电流 ,叫做电流表 G 的满偏电流,也叫电流表 G 的量程;
③电流表 G 通过满偏电流时加在它两端的电压
叫做满偏电压,也叫电压量程。由
欧姆定律
可知,电流表 G 的满偏电流和满偏电压一般都比较小。
2.电压表的改装
电流表 G 的电压量程 ,当改装成量程为 U
的电压表时,应串联一个电阻 R,因为串联电阻有分压作
用,因此叫做分压电阻,如图所示。
电压扩大量程的倍数
由串联电路的特点得
解得
即电压扩大量程的倍数为 n 时,需要串联的分压电阻
电压表的总电阻 。
3.电流表的改装
电流表 G 的量程为 ,当改装成量程为 I 的电流表时,应并联一个电阻 R,因为并联
电阻 R 可以起到分流作用,因此叫做分流电阻,已知电流表 G 满偏电流为 ,扩大量程的 电流表满偏电流为 I,如图所示。
扩大量程的倍数 由并联电路的特点得 所以
即电流扩大量程的倍数为 n 时,需并联的分流电压为 电流表的总电阻
。
说明:
①加在电压表两端的电压等于加在表头两端的电压和加在分压电阻两端的电压之和; 通过电流表的电流和流过表头 G 的电流不一样。
②电压表的量程是指通过表头的电流达到
时加在电压表两端的总电压 U;电流表的
量程是指通过表头的电流达到满偏
时,通过表头和分流电阻的电流之和。
③由串联分压原理可知:串联的分压电阻越大,电压表的量程越大,由并联分流原理 可知,并联的分流电阻越小,电流表的量程越大。
④实际的电压表内阻不是“ ”,电流表内阻不是零,它们接入电路进行测量时必对 原来的电路有影响。这是今后我们要注意的,
有时不考虑电表内阻对电路的影响,这是为了
研究的方便,认为电压表的内阻是无限大,电
流表的内阻为零,这时它们叫做理想电表,是
理想化模型。
4.电表的校对
按如图所示的电路对改装成的电表进行校对。校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每 一小格表示多大的数值。
▲疑难导析
1、理想电表和非理想电表
(1)中学阶段,大多数情况下,电压表和电流表都可看作是理想的,即电压表内阻为 无穷大,电流表的内阻为零。这种理想电表连入电路对整个电路是没有影响的。但是在有 些情况下,电表并不能看作是理想的(特别是一些实验测量问题),这时的电表既是一个 测量的仪表,又是连接在电路中的一个电阻,就好像电流表变成了一个小电阻,只不过这 个电阻能显示出流过它的电流;电压表变成了一个大的电阻,它同时可显示出自己两端的
电压。
(2)非理想电表对电路的影响:
当电路中存在非理想电压表时,起分流作用,故测量值比真实值偏小;当电路中接入 非理想电流表时,起分压作用,故测量值偏小。
2、电表的读数方法
在实验中,测量时要按照有效数字的规律来读数。
测量仪器的读数规则为:测量误差出现在哪一位,读数就相应读到哪一位,在中学阶 段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置,对于常用的仪器可按下述 方法读数。
(1)最小分度是“1”的仪器,测量误差出现在下一位,下一位按十分之一估读,如 最小刻度是 1 mm 的刻度尺,测量误差出现在毫米的十分位上,估读到十分之几毫米。 (2)最小分度是“2”或“5”的仪器,测量误差出现在同一位上,同一位分别按二分 之一或五分之一估读。如学生用的电流表 0.6 A 量程,最小分度为 0. 02 A,误差出现在 安培的百分位,只读到安培的百分位,估读半小格,不足半小格的舍去,超过半小格的按 半小格估读,以安培为单位读数时,百分位上的数字可能为 0、1、2、…、9;学生用的电 压表 15 V 量程,最小分度为 0.5 V,测量误差出现在伏特的十分位上,只读到伏特的十分 位,估读五分之几小格,以电压为单位读数时,十分位上的数字可能为 0、1、2、…、9。 (3)对欧姆表的读数:待测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数。为减小读数误差,指
针应指表盘
到
的部分,否则需换挡,换挡后,需要重新进行欧姆调零。
知识点二——电阻的测量——伏安法
▲知识梳理
1.原理
部分电路欧姆定律 。
2.两种接法
如图甲所示,电流表接在电压表两接线柱外侧,通常称“外接法”;如图乙所示,电 流表接在电压表两接线柱内侧,通常称“内接法”。
3.误差分析
采用图甲的接法时,由于电压表分流,电流表测出的电流值要比通
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