電壓表電流表伏安法測電阻(二)

電壓表和電流表

伏安法測電阻常用的電壓表和電流表都是小量程的電流表（表頭）改裝而成的。為了更好的理解它們的改裝原理，先要了解小量程電流表（表頭）的原理。一、小量程電流表G（又稱表頭，也叫靈敏電流計）

1．構(gòu)造：表頭主要有永磁鐵和放入永磁鐵磁場中的可轉(zhuǎn)動的線圈組成．2．工作原理：當(dāng)線圈中有電流通過時，在磁場力的作用下線圈帶著指針一起偏轉(zhuǎn)，通過線圈的電流越大，指針的偏角就越大．3．小量程電流表G的三個主要參數(shù)：（1）內(nèi)阻Rg：小量程電流表的電阻．一般為幾十歐到幾百歐．（2）滿偏電流Ig

：小量程電流表G指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度值時的電流值。一般很小，為幾十微安到幾毫安．（3）滿偏電壓Ug：小量程電流表G通過滿偏電流時，加在它兩端的電壓．根據(jù)Ug=IgRg可知：滿偏電壓也很小。根據(jù)U=IR，可知電流與電壓一一對應(yīng)，如果將電流表的示數(shù)，換算成U，就可以直接測電壓，只是量程Ug太小。二、電流表G改為電壓表V1、電流表改裝電壓表的原理：串聯(lián)一個電阻，分擔(dān)一部分電壓

電壓表就是串聯(lián)了分壓電阻的電流表。電路分析電壓表內(nèi)阻RV為：RV=Rg+R其中R如何計算？2．分壓電阻R的計算：根據(jù)串聯(lián)電路的特點有：

得:U=IgRg+IgRR=(U/Ig)-Rg=[(U/Ug)-1]Rg其中U/Ug為擴大量程的倍數(shù)，設(shè)它為n，可得:R=(n-1)Rg或R=（U-Ug）Rg/Ug或UR/R=Ug/Rg練習(xí)：有一滿偏電流Ig=3mA，內(nèi)阻Rg=120Ω的電流表G,要把它改裝成為量程為3V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個

Ω的分壓電阻。880若改裝成量程為15伏的電壓表哪？串聯(lián)一個4880歐的電阻。Ug=IgRg=0.003×120=0.36V，UR=3-0.36=2.64VR=URRg/Ug=２.64×120/0.36=880(Ω)或Ug=IgRg=0.003×120=0.36V，n＝U/Ug=3/0.36=25/3R=（n-1)Rg=(25/3-1)×120=880(Ω)

若改裝成3V和15V的雙量程電壓表，如何設(shè)計電路？三、把表頭G改為電流表A1、表頭改裝電流表的原理：并聯(lián)一個電阻，分擔(dān)一部分電流

電路分析電流表內(nèi)阻RA為：其中R如何計算？2．分流電阻R的計算：

得：

根據(jù)并聯(lián)電路的特點有：IgRg=(I-Ig)RR=IgRg/(I-Ig)推導(dǎo)可以得到:R=Rg/[(I/Ig)-1]其中I/Ig為擴大量程的倍數(shù)，設(shè)它為n，可得:R=Rg/(n-1)

練習(xí)：2、有一滿偏電流Ig=3mA，內(nèi)阻Rg=120Ω的電流表G,若把它改裝成為量程為3A的電流表，應(yīng)并聯(lián)一個

Ω的分流電阻。0.12若改裝成量程為0.6A的電流表哪？并聯(lián)一個0.6歐的電阻。解：Ug=IgRg=0.003×120=0.36(V)R=Ug/（I-Ig）=0.36/（３－0.003）≈0.12(Ω)

或n=I/Ig=3/0.003=1000R=Rg/（n-1)=120/(1000-1)≈0.12(Ω)

若改裝成實驗室使用的0.6A、3A的雙量程電流表，如何設(shè)計電路？小結(jié)：電壓表和電流表的表頭都是小量程電流表G，內(nèi)阻Rg、滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug是反映電流表G特性的三個重要參數(shù)，將小量程的電流表G改裝成電壓表V或電流表A所根據(jù)的原理是：串聯(lián)電路的分壓作用或并聯(lián)電路的分流作用．相同的思路，我們還可以利用串聯(lián)電路的分壓作用或并聯(lián)電路的分流作用，將電壓表或電流表的量程再擴大。練習(xí)：１、如果給量程是３Ｖ的電壓表再串聯(lián)一個阻值等于電壓表內(nèi)阻的電阻，它的量程變?yōu)榱硕嗌?？刻度盤上的數(shù)字怎么改？

6V;；1、2、3——2、4、6因為此時的RV變?yōu)榱嗽瓉淼模脖?根據(jù)歐姆定律，電流Ig一定時，電壓也變?yōu)樵瓉淼模脖?/p>

２、如果給電流表再并聯(lián)一個阻值等于電流表內(nèi)阻的電阻，它的量程變?yōu)槎嗌伲靠潭缺P上的是數(shù)字怎么改？6A;；1、2、3——2、4、6因為RA成為了原來的1/2倍,根據(jù)歐姆定律，電壓Ug一定時，電流變成原來的２倍。３、已知電流表G的量程為0～100μA，內(nèi)阻為600Ω，改裝為量程為5V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個R1=

的電阻，改裝為15V的電壓表應(yīng)串聯(lián)R2=

的電阻,若改裝為5V、15V雙量程的電壓表，畫出電路圖，標(biāo)明阻值。49400歐149400歐改裝電壓表改裝電流表電路R的作用R的計算電表的總電阻串聯(lián)電路并聯(lián)電路分壓分流總結(jié)：小量程電流表的改裝四、伏安法測電阻1、原理：2、伏安法測電阻的兩種電路：用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電阻的電流，利用部分電路的歐姆定律就可以求出電阻即R=U/I（這種測量電阻的方法叫伏安法）。內(nèi)接法VAR外接法AVR內(nèi)接時由于電流表有分壓作用、外接時由于電壓表有分流作用，所以兩種方法測得的電阻都有誤差。內(nèi)接外接指的是電流表。電流表內(nèi)接時VAR電壓表示數(shù)偏大，根據(jù)R=U/I,測量的電阻值偏大。此時電流表的分壓越少誤差就越小，所以該電路適合測量

電阻，即

。大R>>RA３、如何選擇電路？當(dāng)被測電阻R較大時用內(nèi)接法，誤差較小。電流表示數(shù)偏大，根據(jù)R=U/I,測量的電阻值偏小。此時電壓表的分流越少誤差就越小，所以該電路適合測量

電阻，即

。小R<<Rｖ電流表外接時AVR當(dāng)被測電阻R較小時用外接法，誤差較小。４、伏安法測電阻電路的選擇方法：１）定量判定法：若已知待測電阻大約為Rx，電流表的內(nèi)阻為RA和電壓表的內(nèi)阻為RV，則：當(dāng)RX/RA>RV/RX時，選用電流表內(nèi)接法。當(dāng)RX/RA<RV/RX時，選用電流表外接法。當(dāng)RX/RA＝RV/RX時，兩種接法都可以。例：已知電流表的內(nèi)阻為0.1?，電壓表的內(nèi)阻為４k?，若待測電阻約為２?，用伏安法測其電阻應(yīng)采用電流表法．（即已知:RA＝0.1?，RV＝4000?,RX=2?）外25?25?內(nèi)20?20?兩種接法都可!電路名稱電路圖伏安法測電阻原理部分電路歐姆定律:RUI

=ＩUＲ=內(nèi)接法外接法ＡＶＲＡＶＲ誤差分析ＵＶＵＡＵＲ＝＋ＩＡ＝

ＩＲＲ測ＩＡUＶ＝ＵＡ＋ＵＲＩＲ＝ＵＲＩＲ＞＝Ｒ真ＩＡ＝ＩＶ＋ＩＲＵＶＵＲ＝Ｒ測ＩＡUＶ＝ＵＲＩＲ＜＝Ｒ真ＵＲＩＶ＋ＩＲ＝誤差原因安培表的分壓作用伏特表的分流作用選擇條件ＲＸ＞＞ＲＡＲＸ＜＜ＲＶ總結(jié)（１）ＲＸＲＡＲＶＲＸ＞，內(nèi)接法．（３）ＲＸＲＡＲＶＲＸ＝，兩種接法都可．（２）ＲＸＲＡＲＶＲＸ＜，外接法．２）試觸法：VARBAVARBAVARBAVARBAVARBAS若不知Rx的大概值，可將電路如圖連接，空著電壓表的一個接頭S，然后將S分別與A、B接觸一下，觀察電壓表和電流表的示數(shù)變化情況。若電流表示數(shù)有顯著變化，說明電壓表的分流作用較強，即Rx是一個高值電阻，應(yīng)選用內(nèi)接法，S應(yīng)接B測量。若電壓表示數(shù)有顯著變化，說明電流表分壓作用強，即Rx是一個低值電阻，應(yīng)選用外接法，S應(yīng)接A測量。例：(全國高考)用伏安法測電阻，當(dāng)被測電阻的阻值不能估計時可采用試觸的辦法．如圖所示，讓電壓表的一端接在電路上的a點,另一端先后接到b點和c點，注意觀察兩個電表的示數(shù)．若電流表示數(shù)有明顯變化，則待測電阻跟表的內(nèi)阻可以比擬，電壓表應(yīng)接在a，兩點.若電壓表的示數(shù)有顯著變化，則待測電阻值跟表的內(nèi)阻可以比擬，電壓表應(yīng)接在a，兩點．ＡＶＲabc電壓電流cb例１：在某次測量電阻的實驗中，若發(fā)現(xiàn)測量值比電阻的真實值偏大，則該次實驗中是采用了

接法；若第二次實驗中，發(fā)現(xiàn)測量值比電阻真值偏小，則第二次實