基本電工儀表的使用及基爾霍夫定律

1、實驗一 基本電工儀表的使用及基爾霍夫定律一、實驗?zāi)康?1學(xué)習(xí)各類電工儀表的使用方法。 2.掌握電壓表、電流表內(nèi)電阻的測量方法。3.學(xué)習(xí)電工儀表測量誤差的計算方法。4加深對基爾霍夫定律的理解。5鍛練布線、連線和查線的技能。二、實驗原理 1.為了準確地測量電路中實際的電流和電壓，必須保證儀表接入電路后不會改變被測電路的工作狀態(tài)，這就要求電壓表的內(nèi)阻為無窮大，電流表的內(nèi)阻為零。實際使用的電工儀表都不能滿足上述要求。因此當測量儀表一旦接入電路，會改變電路原有的工作狀態(tài)，這就導(dǎo)致儀表讀數(shù)值與電路原有的實際值之間出現(xiàn)誤差，稱為電工儀表測量誤差。這種測量誤差值的大小與儀表本身內(nèi)阻值的大小密切相關(guān)。 2.測量

2、電流表的內(nèi)阻采用“分流法”，如圖11所示。 A為被測內(nèi)阻（RA）的直流電流表，測量時先斷開關(guān)S，調(diào)節(jié)電流使A表指針滿偏轉(zhuǎn)I碼，然后合上開關(guān)S，并保持I值不變，調(diào)節(jié)電阻箱RB的阻值，使電流表的指針指在1/2滿偏轉(zhuǎn)位置，此時有：IA=IS=1/2Im RA=RB/R1R1為固定電阻器之值，RB的阻值可由電阻箱的刻度盤讀得。3.測量電壓表的內(nèi)阻采用“分壓法”，如圖12所示。 圖1-2中的V為被測內(nèi)阻（RV）的電壓表，測量時先將開關(guān)S閉合，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓源的輸出電壓，使電壓表V指針為滿偏轉(zhuǎn)Vm。然后斷開開關(guān)S，調(diào)節(jié)RB使電壓表V指針指在1/2Vm位置。此時有 RV= RB + R1 可見，由電阻箱刻度盤

3、讀出值RB加上固定電阻R1，即為被測電壓表得內(nèi)阻值。 其中，電壓表的靈敏度 S=RV/U（/V） 4.儀表內(nèi)阻引入的測量誤差（通常稱之為方法誤差，而儀表本身構(gòu)造上引起的誤差稱為儀表基本誤差）的計算。 以圖1-3所示電路為例，R1的電壓為 R1 1U R1= U ，若R1=R2，則U R1= U R1+R2 2 現(xiàn)用一內(nèi)阻為RV的電壓表測量 R1兩端的值U R1。當R1與RV并聯(lián)后， RV R1RAB= 以此來替代上式中的R1，則得RV+ R1 RV R1 RV +R1U R1 = U RV R1 + R1 RV +R1 RVR1 RV+R1 R1絕對誤差為U= U R1U R1=U（ ） RV

4、R1 R1+ R2 RV+R1 2R1 R2 U化簡后得U= 2 2 RV（R1 + 2R1 R2 + R2 ）+ R1 R2（R1+ R2）若R1 = R2 = RV，則得 U U= 6 U R1 U R1 U/6相對誤差U%=100%=100% = 33.3%U R1 U/25、基爾霍夫定律的驗證?；鶢柣舴蚨墒请娐返幕径?。測量某電路的各支路電流及多個元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律和電壓定律。即對電路中的任一個節(jié)點而言，應(yīng)有I=0，對任何一個閉合回路而言，應(yīng)有U=0。如圖1-4，運用上述定律時必須注意電流參考方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定圖1-4三、實驗內(nèi)容1.電流表內(nèi)阻測量

5、。根據(jù)“分流法”原理測定FM-30（或其他型號）萬用表直流毫安1mA和10mA檔量限的內(nèi)阻。2電壓表內(nèi)阻測量。根據(jù)“分壓法”原理安圖1-2接線，測定萬用表直流電壓 10V和25V檔量限的內(nèi)阻 。3測量誤差計算。用萬用直流電壓25V擋量程測量圖1-3電路中R 1上的電壓UR1之值，并計算測量的絕對誤差與相對誤差。4基爾霍夫定律的驗證。（1）實驗前先任意設(shè)定三條支路的電流參考方向，如圖中的I1、I2、I3所示，并熟悉線路結(jié)構(gòu)，掌握各開關(guān)的操作使用方法。 （2）分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路；令E1=12V E2=6V。 （ 3）熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端至數(shù)字毫安表的“+”、“-”兩端。

6、（4）將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中，讀出并記錄電流值。（5用支流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值并記）錄。線路如圖-4所示。 參考表格1-1項目I1(mA)I2(mA)I3(mA)EI(V)E2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)測量值計算值相對誤差五、實驗設(shè)備序號 名稱型號與規(guī)格數(shù)量 備注 1直流穩(wěn)壓電源+6，12V 1DG04 2直流穩(wěn)壓電源030V可調(diào) 1DG04 3直流數(shù)字電壓表0200V 1D31 4直流數(shù)字毫安表0200mA 1D31 5迭加原理實驗電路板 1DG05 六、實驗注意事項 1.實驗臺上提供所有實驗的電源，直流穩(wěn)壓源和恒流源均可通過粗調(diào)旋鈕和細調(diào)旋鈕調(diào)節(jié)輸出量，并由數(shù)字電壓表和數(shù)字毫安表顯示輸出量的大小。啟動實驗臺電源前，應(yīng)使輸出旋鈕置于零位，實驗時再緩慢增減輸出。 2穩(wěn)壓源的輸出不允許短路，恒流源的輸出不允許開路。3.電壓表應(yīng)與電路并聯(lián)使用，電流表與電路串聯(lián)使用，并要注意極性與量程的合理選擇。七、實驗思考題 如圖1-5為伏安法測量電阻的兩種電路，被測電阻的實際值為RX，電壓表的內(nèi)阻為RV