电表的改装

电表的改装练习题

1.如图所示，电源电压U恒定不变，当开关S闭合时，电流表的示数为1.2A；当开关S断开时，电流表的示数是0.4A，电压表的示数为6V，则两个灯泡的电阻分别为多大？

2．用半导体材料制成热敏电阻，在温度升高时，电阻会迅速减小，如图所示，将一热敏电阻接入电路中，接通开关后，会观察到

A．电流表示数不变 B．电流表示数减小

C．电压表示数增大 D．电压表示数减小

3.大量程电流表与小量程电流表相比，大量程档位的内阻比小量程档位的内阻______；把一个灵敏电流表改装成两个不同档位的电压表，则大量程档位电压表的内阻比小量程档位电压表的内阻______。

4.表头的满偏电流为Ig，满偏电压为Ug，内阻为Rg，改装成电流表后，电流量程为I，电压量程为U，内阻为R，则( )

A.R=IUg B.U=IgRg C.Ug＜U D.I＞RUg

5．一量程为100μA的电流表，内阻为100Ω，表盘刻度均匀，现串联一个9900Ω的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程是________V．用它来测量电压时，表盘指针位置如图所示．此时电压表的读数大小为________V.

6.现有一个灵敏电流计,它的满偏电流为Ig=1mA,内阻Rg=200Ω,若要将它改装成量程为5A的电流表,应______一个_________Ω的电阻,改装后的电流表测量电流时,指针指在表盘上原来0.2mA处,则被测电流的大小是______________.

7.用同一个小量程电流表G分别改装成电流表A、电压表V，则G、A、V的内电阻RG、RA 、RV之间的关系为 （ ）

A．RG

C．RV

8.一个电流表的满刻度电流值Ig= 0．6A，面板如图所示，那么它每一小格所相应的电流是______mA，指针现在的电流示数是______A。如果这个量程为0.6A的电流表内阻Rg=60Ω，要把这个电流表的量程扩大成 3A，那么应该在Rg上______联一个电阻Rs，Rs的大小应是______Ω；并联Rs后，测某一电流，指针仍指到图中所示位置，则该电流是______A，并联Rs 后，刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联Rs前的______倍。

电表的改装与校准实验我们经常使用磁电式仪表来测量电压和电流，通常磁电式仪表（表头）只允许通过较小的电流。根据电路的分流或分压原理，通过给表头并联一个小电阻，可以用于测量较大的电流，给表头串联一个大电阻，可以用于测量较高的电压；根据这一原理可以分别将表头改装成较大量程的电流表和电压表。【实验目的】1．掌握将表头改装成较大量程电流表和电压表的原理和方法；2．学习改装电表的校准方法，掌握确定改装电表准确度等级的方法。【实验器材】电表改装与校准实验仪1套；包括：表头（1.0级）、标准数字电流表（1.0级）、标准数字电压表（1.0级）、电阻箱（0～999.9Ω）、滑线变阻器（0~470Ω）、可调直流稳压电源（0～1.999V）、导线若干。【实验原理】1．测量表头的gI和gR

gI是表头指针指示满偏刻度时所允许通过的电流，也称满偏电流；gR是表头内阻，

本实验采用替代法测量gR。

图5-1替代法测量表头的内阻如图5-1所示，当把表头接入电路时，调节直流稳压电源E和滑线变阻器1R使表头指针指示满偏刻度，记下此时标准电流表的示数；由串联电路的特点可知：标准电流表的示数即为表头的满偏电流gI。在直流稳压电源E和滑线变阻器1R保持不变的情况下，用电

阻箱2R替代表头的位置接入电路，并调节电阻箱2R使标准电流表的示数仍为替代前的数ER2

R121标准电流表表头mA

mA值，此时电阻箱2R的读数等于表头内阻gR。2．将表头改装成大量程的电流表若将表头改装成大量程的电流表，只需在表头的两端并联一个分流电阻pR，如图5-2

所示。根据并联电路的分流原理，通过表头的电流为满偏电流gI，超出gI的那部分电流

从分流电阻pR上流过；这样，分流电阻pR和表头就构成了改装电流表。

图5-2并联分流电阻改装成电流表设改装电流表的量程为mI；根据并联电路的特点，由欧姆定律可得：mgpggIIRIR（5-1）

gpgmgIRRII（5-2）

令mgInI，则：

电表改装后，如何校准电表？

所谓校准，就是将改装后的电表与标准表，同时对同一个对象（如电流或电压）测量，进行比较。

校准电表时，必须先调好零点，再校准量程（满刻度点）。若量程不对，可调节RP或RS，使量程与标准表指示数一致。

校准刻度时，要同时记下待校表和标准表的读数，分别记为Ix

和IS（或Ux和US）。从而得到该刻度的修正值△I =IS -Ix（或△U = US -Ux）。将改装表的同一量程的各个刻度都校准一遍，可绘出△I - Ix（或△U - Ux）的折线图，即校准曲线，如图4所示。

7．扩大微安表的量程时，分流电阻RP的大小对改装电流表的量程有何影响？

分流电阻RP越小，改装的电流表量程I越大。因为Ug= IgRg=IPRP ，RP越小，则IP越大，量程 I越大。

8．在校准电流表时，若发现改装表的读数均相对于标准表的读数都偏高，应如何调节分流电阻RP？

这种情况是由于改装表的量程不够 大 而所引起的，所以，改装表的分流电阻RP应调 小 。

•学会测定微安表（表头）的量程和内阻；

•熟悉电流表、电压表的构造原理，学会改装电流表、电压表的基本方法。

•校准电流表、电压表的基本方法。

重点与难点

•重点：测定微安表内阻；改装电流表、电压表的基本方法。

•难点：校准电流表、电压表的基本方法。

实验内容

•测定微安表的量程和内阻；

•改装和校准电流表；

•改装和校准电压表；

•根据上述测量内容绘制数据表；作△I - Ix校准曲线和△U - Ux校准曲线。

•初步定出改装电流表、电压表的等级。

教学方法

•采用讨论式、提案式教学方法

教学过程设计

一．讨论

1．微安表（表头）有什么主要参数？

表头的主要参数：量程和内阻。

量程是指针偏转满刻度时可测的最大电流值Ig，也称表头的满偏电流。

表头的内阻Rg是偏转线圈的直流电阻。

电表的内阻是电表两端的电阻。

2．如何测量微安表（表头）的量程和内阻？

电表的改装

一、电压表的改装

（1）电压表的改装原理

将电流表的示数根据欧姆定律gggIRU转化为电压值，可以直接测量电压，由于量程太小，无法直接测量较大的电压，如果给小量程的电流表串联一个分压电阻，就可以测量较大的电压，因此电流表串联一个分压电阻后就成为电压表。

（2）分压电阻的计算

根据串联电路的分压原理有：分压RUURUggg。 解得分压电阻：ggRUUR1分压

若n表示量程的扩大倍数（即gUUn） 则gRnR）（分压1

二、电流表改装

（1）电流表的改装原理

小量程的电流表测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻，就可以测量较大的电流，即扩大了电流表的量程。

（2）分流电阻的计算

根据并联分流的原理有：gggRRIII分流

解得应并联的分流电阻：gggRIIIR分流

若用n表示量程的扩大倍数（即gIIn） 则1nRRg分流

改装成的电流表的内阻为nRRRRRRgggA分流分流

可见电流表的内阻很小，对于理想的电流表，其内阻可以忽略不计，串联在电路中可以看作短路。

例1、将量程为3.0V，内阻为k10的电压表改装成量程为30V的电压表，应 联 k的电阻。

例2、一个电流表的内阻为18.0R，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度，现将其量程扩大为100A，需要 联一个 的电阻，此时刻度盘的每个刻度表示 A，新的电流表的内阻为 。 三、电表的非常规接法

电表的常规接法是：电流表串联接入电路中，电压表并联接入电路中，如果没有特别声明，可把电表理想化，即认为电流表的内阻0AR，电压表的内阻VR；电表的接入和取出对电路不产生影响。

实际使用中，电流表内阻很小但不为零，电压表内阻很大但不为无穷大，这就是非理想电表。非理想电表对电路的影响不能忽略。实验时，在特定条件下电表可以采用非常规接法，即电流表并联在用电器两端，电压表串联在电路中，对电表的非常规接法作一分析探讨。