江苏省南京物理竞赛讲义-12.4电表改装

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12.4电表改装

一、灵敏电流计G

工作原理:通电导线在磁场中受到偏转力矩。

常用参数:表头内阻R g ,满偏电流I g

R g 约为几十至几百欧

I g 极小,约为几十微安至几毫安

对灵敏电流计加以改装,可以增加它的量程,或测量其它物理量

二、灵敏电流计G 改装为电流表A

改装目的:扩大量程,用通过表头G

较小的电流

来表征通过电流表的较大电流。

改装方法:并联电阻,干路电流即实测电流。

假设需将量程扩大n 倍,则并联的电阻为

1g

R R n =-

多量程的电流表电路见右图。

三、灵敏电流计G 改装为电压表A

改装目的:扩大量程,用通过表头G 两端较小的电

压来表征通过电流表两端较大的电压。

改装方法:串联电阻,总电压即实测电压。

假设需将量程扩大n 倍,则串联的电阻为

(1)g R n R =-

多量程的电压表电路见右图。

例1、一个电压、电流两用表中,两个电流表,

量程为I1=1mA,I2=500mA;一个电压档,量程为

U=10V。已知表头G的满偏电流I g=500μA,内阻

R g=600Ω,求R1、R2、R3的阻值。

例2、某分压电阻串联在电压表上,使测量的电压量程扩大到n倍;另一个分压电阻串联在电压表上,使测量的电压量程扩大到m倍。如果把这两个电阻并联后再串联接在电压表上,问它的量程扩大多少倍?

例3、实验室有一个破损的多量程动圈式直流电流计,有1mA、10mA和1OOmA三档,由一个单刀三掷开关转换,其内部电路如图所示.电流计的表共已烧坏,无法知道其电特性,但三个精密分流电阻完好,测得R1=144Ω.现有两个表头A和B,外形都与原表头相同.表头A的满刻度电流为O.2mA,内阻为660Ω;表头B的满刻度电流为O.5mA,内阻为120Ω.问保留分流电阻R1、R2和R3的情况下,应该用哪个表头修复此电流计?怎样修复?

例4、欲测电阻R的值,现有几个标准电阻,

一个电池和一只未经标定的电流计连成如图电路。

第一次与电流计并联的电阻r为50.00Ω,电流计

的示数为3.9格;第二次r改用100.00Ω,电流计的示数为5.2格;第三次r改用10.00Ω,同时将待测电阻R换成一个20.00kΩ的标准电阻,结果电流计的示数为7.8格。已知电流计的示数与通过的电流成正比,求电阻R的值。

例5、一台高级灵敏电流计,每一个量程范围都含有各自独立的线路,当选用10μA档时,电流计接入某一电路中,电流计指示的电流强度为I1=2.95μA,

然后将转换开关到3μA 时,电流计指示的电流强度为I 2=2.90μA ,求出在接入电流计之前电路中的电流强度I 0。

四、灵敏电流计G 改装为欧姆表

改装电路见右图:

1、欧姆表内部有电源

2、使用前需要调零

将两表笔短接,此时,被测电阻为0,调整R 0,

使灵敏电流计满偏。即电阻的零刻度在指针偏转最大

0g g I R R r R ε

ε

==++内

3、将两表笔断开,此时,被测电阻为∞,电流计不偏转。

4、当被测电阻R x =R 内时,I=I g /2,电流计半偏,即正中间的电阻刻度刚好等于内阻,也叫做中值电阻

5、当被测电阻为R x 时

x x I R R ε

=+内

由于电流和电阻不是线性关系,因此欧姆表上的电阻刻度是不均匀的。 例6、设某欧姆表的刻度盘如图所示,AB 弧

为以指针转轴为圆心的圆弧,两表笔分开时指针

指A ,接触时指针指B 。C 为AB 弧的中点,D

为AC 弧的中点,E 为AD 弧的中点,F 为CB 弧的中点。已知欧姆表的R 总为

4.8k Ω,电流指针偏转的角度与电流成正比(即电流表的刻度是均匀的),则A 、

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12.4 电表改装 一、灵敏电流计 G 工作原理:通电导线在磁场中受到偏转力矩。

常用参数:表头内阻 Rg,满偏电流 Ig Rg 约为几十至几百欧 Ig 极小,约为几十微安至几毫安 对灵敏电流计加以改装,可以增加它的量程,或测量其它物理量 二、灵敏电流计 G 改装为电流表 A 改装目的:扩大量程,用通过表头 G 较小的电流 来表征通过电流表的较大电流。

改装方法:并联电阻,干路电流即实测电流。

假设需将量程扩大 n 倍,则并联的电阻为 R? Rg n ?1 多量程的电流表电路见右图。

三、灵敏电流计 G 改装为电压表 A 改装目的:扩大量程,用通过表头 G 两端较小的电 压来表征通过电流表两端较大的电压。

改装方法:串联电阻,总电压即实测电压。

假设需将量程扩大 n 倍,则串联的电阻为 R ? (n ?1)Rg 多量程的电压表电路见右图。

例 1、一个电压、电流两用表中,两个电流表, 量程为 I1=1mA,I2=500mA;一个电压档,量程为 U=10V。

已知表头 G 的满偏电流 Ig=500μA,内阻 Rg=600Ω,求 R1、R2、R3 的阻值。

例 2、某分压电阻串联在电压表上,使测量的电压量程扩大到 n 倍;另一个 分压电阻串联在电压表上,使测量的电压量程扩大到 m 倍。

如果把这两个电阻 并联后再串联接在电压表上,问它的量程扩大多少倍? 例 3、实验室有一个破损的多量程动圈式直流电流计,有 1mA、10mA 和 1OOmA 三档,由一个单刀三掷开关转换,其内部电路如图所示.电流计的表共 已烧坏,无法知道其电特性,但三个精密分流电阻完好,测得 R1=144 ? .现有两 个表头 A 和 B,外形都与原表头相同.表头 A 的满刻度电流为 O.2mA,内阻为 660 ? ;表头 B 的满刻度电流为 O.5mA,内阻为 120 ? .问保留分流电阻 R1、 R2 和 R3 的情况下,应该用哪个表头修复此电流计?怎样修复? 例 4、欲测电阻 R 的值,现有几个标准电阻, 一个电池和一只未经标定的电流计连成如图电路。

第一次与电流计并联的电阻 r 为 50.00Ω,电流计 的示数为 3.9 格;第二次 r 改用 100.00Ω,电流计的示数为 5.2 格;第三次 r 改 用 10.00Ω,同时将待测电阻 R 换成一个 20.00kΩ的标准电阻,结果电流计的示 数为 7.8 格。

已知电流计的示数与通过的电流成正比,求电阻 R 的值。

例 5、一台高级灵敏电流计,每一个量程范围都含有各自独立的线路,当选 用 10μA 档时,电流计接入某一电路中,电流计指示的电流强度为 I1=2.95μA, 然后将转换开关到 3μA 时,电流计指示的电流强度为 I2=2.90μA,求出在接入 电流计之前电路中的电流强度 I0。

四、灵敏电流计 G 改装为欧姆表 改装电路见右图: 1、欧姆表内部有电源 2、使用前需要调零 将两表笔短接,此时,被测电阻为 0,调整 R0, 使灵敏电流计满偏。

即电阻的零刻度在指针偏转最大 处 Ig ? ? Rg ? R0 ? r ? ? R内 3、将两表笔断开,此时,被测电阻为∞,电流计不偏转。

4、当被测电阻 Rx=R 内时,I=Ig/2,电流计半偏,即正中间的电阻刻度刚 好等于内阻,也叫做中值电阻 5、当被测电阻为 Rx 时 Ix ? ? R内 ? Rx 由于电流和电阻不是线性关系,因此欧姆表上的电阻刻度是不均匀的。

例 6、 设某欧姆表的刻度盘如图所示,AB 弧 为以指针转轴为圆心的圆弧,两表笔分开时指针 指


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