電表的原理、改裝及應(yīng)用(學生)

1、電表的原理、改造及應(yīng)用理清知識的要點知識點1 電表的改造知識分類1.電流表(表頭)小量程電流表G就是我們常說的“表頭”。電流表G的主要參數(shù)有三個：(1)電流表G的電阻通常稱為電流表的內(nèi)阻；(2)指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流稱為電流表G的全偏置電流，也稱為電流表G的量程；(3)當電流表g通過全偏置電流時，施加在它兩端的電壓稱為全偏置電壓，也稱為電壓范圍。根據(jù)歐姆定律，電流表G的全偏置電流和全偏置電壓通常相對較小。2.電壓表的改進當電流表G的電壓范圍轉(zhuǎn)換成量程為U的電壓表時，應(yīng)串聯(lián)一個電阻R。因為串聯(lián)電阻具有分壓效應(yīng)，所以被稱為分壓電阻，如圖所示。電壓擴展范圍的倍數(shù)根據(jù)串聯(lián)電路的特點我能理解。也就是

2、說，當電壓擴展范圍的倍數(shù)為n時，需要串聯(lián)分壓電阻器電壓表的總電阻。3.安培計的改進電流表G的量程是，當它轉(zhuǎn)換成量程為1的電流表時，電阻R應(yīng)該并聯(lián)，因為并聯(lián)的電阻R可以起到分流的作用，所以稱之為分流電阻。已知電流表G的全偏置電流為，測量范圍擴大后的電流表的全偏置電流為1，如圖所示。范圍擴展的倍數(shù)是由于并聯(lián)電路的特性。也就是說，當電流擴展范圍的倍數(shù)是n時，并聯(lián)的分流電壓是電流表的總電阻。描述：(1)施加到電壓表兩端的電壓等于施加到電壓表兩端的電壓和施加到分壓電阻器兩端的電壓之和；流過電流表的電流不同于流過電流表的電流(2)電壓表量程是指當通過電壓表的電流達到時，施加在電壓表兩端的總電壓u。電流表的

3、測量范圍是指當流經(jīng)電表的電流達到全偏置時，流經(jīng)電表和分流電阻的電流之和。(3)根據(jù)串聯(lián)分壓原理，串聯(lián)分壓電阻越大，電壓表的測量范圍越大。根據(jù)并聯(lián)分流原理，分流電阻越小，電流表的測量范圍越大。(4)實際電壓表內(nèi)阻不為 且電流表內(nèi)阻不為零。當它們被連接到電路進行測量時，它們將影響原始電路。這是我們將來應(yīng)該注意的。有時我們不考慮電流表的內(nèi)阻對電路的影響。這是為了便于研究。我們認為電壓表的內(nèi)阻是無窮大，電流表的內(nèi)阻是零。此時，它們被稱為理想電流表，是理想化的模型。4.電表校對根據(jù)圖中所示的電路，校對轉(zhuǎn)換后的電流表。校對時，請注意找出修改后的血糖儀表盤的每個小格代表的數(shù)值。困難分析1.理想和非理想電表(

4、1)在中學階段，在大多數(shù)情況下，電壓表和電流表可以看作是理想的，即電壓表的內(nèi)阻是無窮大，電流表的內(nèi)阻是零。這個理想電流表的連接電路對整個電路沒有影響。然而，在某些情況下，電流表不能被認為是理想的(特別是對于一些實驗測量問題)。這時，電流表既是測量儀器又是連接到電路上的電阻器，就好像電流表變成了一個小電阻器，但是電阻器可以顯示流過它的電流。電壓表變成了一個大電阻，可以同時顯示自身兩端的電壓。(2)非理想電流表對電路的影響：當電路中有一個不理想的電壓表時，它就像一個分流器，所以測量值小于真值。當一個非理想的電流表連接到電路上時，它就像一個分壓器，所以測量值很小。2.電表的讀數(shù)方法在實驗中，閱讀應(yīng)該

5、按照有效數(shù)的規(guī)律進行。測量儀器的讀數(shù)規(guī)則是：讀數(shù)將被讀取到測量誤差出現(xiàn)的任何位置。在(2)最小刻度是“2”或“5”儀器。測量誤差出現(xiàn)在同一位置，同一位置分別估計為二分之一或五分之一。例如，學生使用的電流表的量程為0.6安培，最小刻度為0.02安培。誤差出現(xiàn)在安培的百分位內(nèi)。誤差只能讀取到安培的百分位數(shù)。如果誤差小于半個單元，誤差將被消除。如果誤差超過半個單元，誤差將被估計為半個單元。當誤差以安培為單位讀取時，百分位數(shù)可以是0、1、2，9。學生使用的電壓表量程為15伏，最小刻度為0.5伏。測量誤差出現(xiàn)在10位伏特。僅讀取10位的電壓，并估計讀取十分之幾的單元。當以電壓為單位讀取時，10位上的數(shù)字

6、可以是0、1、2，9。(3)歐姆表讀數(shù)：被測電阻的電阻值應(yīng)乘以刻度盤讀數(shù)。為了減少讀數(shù)誤差，指針應(yīng)該指向刻度盤到達的部分。否則，需要換檔。換檔后，需要再次進行歐姆調(diào)零。知識點2的電阻測量伏安法知識分類1.原則某些電路的歐姆定律。2.兩種連接方法如圖A所示，電流表連接到電壓表兩個端子的外側(cè)。它通常被稱為“外部連接方法”。如圖b所示，電流表連接到電壓表的兩個端子的內(nèi)部，這通常被稱為“內(nèi)部連接方法”。3.誤差分析采用圖A所示的連接方式時，由于電壓表分流，電流表測得的電流大于流經(jīng)電阻R的電流，所以得到的電阻值等于被測電阻與電壓表內(nèi)阻的并聯(lián)值，所以測量值小于真值。電壓表的內(nèi)阻比被測電阻越大，測量誤差越小

7、，所以測量小電阻時應(yīng)采用這種連接方式。采用圖B所示的接線方式時，由于電流表的分壓，電壓表測得的電壓值大于電阻R兩端的電壓，因此得到了被測電阻與電流表內(nèi)阻的串聯(lián)值。因此，測得的電阻值大于實際值，待測電阻越大，相對誤差越小。因此，在測量大電阻時應(yīng)采用這種連接方法。4.伏安法的選擇為了減少伏安電阻測量的系統(tǒng)誤差，應(yīng)選擇電流表的外接和內(nèi)接方式。方法如下：(1)電阻比較法：將被測電阻的電阻與電壓表和電流表的內(nèi)阻進行比較。如果是這樣，應(yīng)采用電流表外部連接的方法。如果，宜采用電流表內(nèi)部連接的方法。(2)臨界值法：順序法，當時，內(nèi)部聯(lián)系法；外部方法。(3)實驗測試方法：如圖所示連接電路，讓電壓表的一個接線P依

8、次接觸B和C。如果電流表指示變化不大，可以采用電流表外接方式。如果電流表的指示變化很大，而電壓表的指示變化很小，可以采用電流表的內(nèi)部連接。困難分析一、幾種測量電阻的方法1.用安全方法測量電阻如果電流表的內(nèi)阻是已知的，它可以用作電流表、電壓表和恒電阻。(1)如圖所示，當兩米測量的最大電壓接近時，如果已知內(nèi)阻，可測量的內(nèi)部阻力。(2)如圖所示，當兩個儀表的全偏置電壓以一定電阻值串聯(lián)時，同樣可測量的內(nèi)部阻力。2.電壓表電阻測量如果電壓表的內(nèi)阻是已知的，它可以用作電流表、電壓表和恒定電阻。(1)如圖所示，如果兩個儀表的全偏置電流接近，如果內(nèi)阻已知，則可以測量內(nèi)阻。(2)如圖所示，當兩個儀表的全偏置電流

9、以一定的電阻值并聯(lián)時，同樣可測量的內(nèi)部阻力。3.電阻箱用作電流表。(1)電阻箱用作電壓表如圖所示，I這種方法的優(yōu)點是消除了電表內(nèi)阻對測量的影響，缺點是電阻箱的電阻不能連續(xù)變化。6.半偏置法測量電流表內(nèi)阻(1)找出電流表三個參數(shù)的總和，可直接從表頭讀取。它可以用半離差法測量。(2)電流表內(nèi)阻應(yīng)采用半偏置法測量：測量原理：電路如圖所示：第一步是關(guān)閉并調(diào)整指針到全偏置。在第二步中，再次關(guān)閉它并調(diào)整它，使G指針偏移一半。讀取值為。在實驗中，應(yīng)注意使G能量充分和部分。誤差分析將電源的電動勢設(shè)置為E，忽略內(nèi)阻，當電源關(guān)閉和打開，G充滿和偏置時。(2)當也關(guān)閉時，g半偏從和來看，實測值的比值相對較小。為了減

10、少誤差，有必要使。(3)熟悉用標準電壓表檢查改裝后的電流表的電路和方法。二、電學實驗儀器的選擇電氣實驗儀器的選擇應(yīng)注意以下幾個方面：1.原則(1)安全原則：不超過范圍，在允許通過的最大電流范圍內(nèi)；(3)電表和電源沒有反向連接；(2)方便原則：便于調(diào)整；(2)方便閱讀；(3)經(jīng)濟原則：能量損失最小的原則。2.滑動變阻器兩種連接方式的選擇(1)兩種連接方式的比較限流分壓式電路組成變阻器入口電路特性連接變阻器的導(dǎo)線分別連接到金屬棒的一端和電阻線圈的一端的端子(圖中的變阻器Pa部分短路且不起作用)連接變阻器的導(dǎo)線分別連接到金屬棒一端和電阻線圈兩端的端子(圖中的變阻器Pa和Pb都起作用)，即一部分電壓與

11、變阻器分離并施加到待測電阻上電壓調(diào)節(jié)范圍(不包括電源內(nèi)阻)(不包括電源內(nèi)阻)(2)限流電路和分壓電路的選擇原則：限流適用于測量小電阻(類似于或小于滑動變阻器的總電阻)。分壓式適用于測量電阻較大的電阻(一般大于滑動變阻器的總電阻)。因為在限流模式下滑動變阻器分壓越小越大，調(diào)節(jié)范圍越大，分壓模式下電壓分布幾乎不受影響。當滑片移動時，電壓變化接近線性關(guān)系，便于調(diào)節(jié)。限流的優(yōu)點是電路簡單，能耗低。通常變阻器主要通過限流連接，但在以下三種情況下，必須選擇部分電壓連接：(1)如果電流限制不能用來控制電流以滿足實驗要求，即如果滑動變阻器的電阻值被調(diào)整到最大值，則待測電阻上的電流(或電壓)仍然超過電流表(或電

12、壓表)的范圍或超過待測電阻的額定電流，則必須選擇分壓類型。(2)如果被測電阻的電阻值遠大于滑動變阻器的總電阻，當滑動變阻器的滑動葉片在限流電路中從一端滑動到另一端時，被測電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大，此時應(yīng)改用分壓電路。(3)如果在實驗中要求電壓從零開始可調(diào)，則必須使用分壓電路。典型案例分析問題1 電表的改造(1)要改裝電流表，首先必須了解電流表的三個基本參數(shù)：在改裝時至少要知道其中的兩個參數(shù)。(2)注意儀表的全偏置電流在修改后保持不變。(3)注重實驗基本原理和方法的靈活應(yīng)用和遷移，提高實驗數(shù)據(jù)的處理能力。1.將電阻為60、全偏置電流為500的電流表更換為3.(1)用50度游標卡尺測量圓柱直徑時(測量值可以精確