表头、电流表和电压表、改装
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改装电压表和电流表的公式
电流表和电压表都是由灵敏电流计加电阻组装而成的。
它们都是根据电流的磁效应制作的。
表内都有一个磁铁和一个导电线圈,通电后,在磁铁的作用下会旋转。
通过的电流越大,所产生的磁力越大,表的指针摆动幅度越大。
这就是电流表、电压表的表头部分。
因为灵敏电流计,允许通过的电流很小,两端所能承受的电压也很小,所以,要使电流表和电压表能测实际电路中的电流和电压,就必须并联/串联一定阻值的电阻。
已起到分流/分压的作用。
(1)改装电流表:
电流表是将灵敏电流计与一个阻值较小的电阻并联,并联的电阻起到分流作用。
这样,就会使大部分电流通过并联的电阻,小部分电流经过表头。
而并联的电阻的阻值R1,可根据灵敏电流计的线圈阻值R、敏电流计最大量程I、电流表最大量程I1来计算。
计算公式是:R1=R/[(I1/I)-1]。
(2)改装电压表:
电压表是将灵敏电流计与一个阻值较大的电阻串联,串联的电阻起到分压作用。
这样,即使两端加上比较大的电压,大部分电压都加在串联的大电阻上,表头上的电压就会很小。
而串联的电阻的阻值R,可根据公式:U=Ig(Rg+R)来计算(其中,U为电压表最大量程、Rg为表头的内阻、Ig为满偏电流、R为应串联的电阻)。
电表的原理、改装及应用知识要点梳理知识点一——电表的改装▲知识梳理1.电流表(表头)小量程的电流表G是我们常说的“表头”,电流表G的主要参数有三个:①电流表G的电阻,通常叫做电流表的内阻;②指针偏转到最大刻度时的电流,叫做电流表G的满偏电流,也叫电流表G的量程;③电流表G通过满偏电流时加在它两端的电压叫做满偏电压,也叫电压量程。
由欧姆定律可知,电流表G的满偏电流和满偏电压一般都比较小。
2.电压表的改装电流表G的电压量程,当改装成量程为U的电压表时,应串联一个电阻R,因为串联电阻有分压作用,因此叫做分压电阻,如图所示。
电压扩大量程的倍数由串联电路的特点得解得即电压扩大量程的倍数为n时,需要串联的分压电阻电压表的总电阻。
3.电流表的改装电流表G的量程为,当改装成量程为I的电流表时,应并联一个电阻R,因为并联电阻R可以起到分流作用,因此叫做分流电阻,已知电流表G满偏电流为,扩大量程的电流表满偏电流为I,如图所示。
扩大量程的倍数由并联电路的特点得所以即电流扩大量程的倍数为n时,需并联的分流电压为电流表的总电阻。
说明:①加在电压表两端的电压等于加在表头两端的电压和加在分压电阻两端的电压之和;通过电流表的电流和流过表头G的电流不一样。
②电压表的量程是指通过表头的电流达到时加在电压表两端的总电压U;电流表的量程是指通过表头的电流达到满偏时,通过表头和分流电阻的电流之和。
③由串联分压原理可知:串联的分压电阻越大,电压表的量程越大,由并联分流原理可知,并联的分流电阻越小,电流表的量程越大。
④实际的电压表内阻不是“”,电流表内阻不是零,它们接入电路进行测量时必对原来的电路有影响。
这是今后我们要注意的,有时不考虑电表内阻对电路的影响,这是为了研究的方便,认为电压表的内阻是无限大,电流表的内阻为零,这时它们叫做理想电表,是理想化模型。
4.电表的校对按如图所示的电路对改装成的电表进行校对。
校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值。
电流表、电压表的改装一、基础知识1、电压表电流表的改装(1)电流表G (表头)原理和主要参数电流表G (表头)指针的偏转角θ与电流强度I 成正比,故表的刻度是均匀的.电流表的主要参数:表头内阻R g ,满偏电流I g ,满偏电压U g 。
U g =I g R g .(2)改装成电压表方法:串联一个分压电阻R ,如图所示,若量程扩大n 倍,即n =g U U ,则根据分压原理,需串联的电阻值R =g U U R R g =(n -1)R g ,故量程扩大的倍数越高,串联的电阻值越大.(3)改装成量程电流表方法:并联一个分流电阻R ,如图所示,若量程扩大n 倍,即n =gI I ,则根据并联电路的分流原理,需要并联的电阻值R =R I I gR g =1g n R ,故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小.二、练习1、关于电压表和电流表,下列说法中正确的是( )A .理想的电压表和电流表的内阻不计,是因为它们都为零B .理想的电压表和电流表的内阻不计,是因为它们都极大C .理想的电压表内阻极大,电流表内阻为零D .在电路中,理想的电压表可视为短路,理想的电流表可视为开路答案:C2、一电流表的满偏电流I g =1mA ,内阻为200Ω。
要把它改装成一个量程为0.5A 的电流表,则应在电流表上( )A .并联一个200Ω的电阻B .并联一个0.4Ω的电阻C .串联一个0.4Ω的电阻D .串联一个200Ω的电阻分析:要使电流表量程变为0.5A ,则流过并联电阻的电流I=0.5-0.001A=0.499A ; 并联部分的电压U=I gR=0.001×200Ω=0.2V , 则需要并联的电阻r=U/I=0.2/0.499=0.4Ω故选B .3、一电流表的满偏电流为I g =50μA ,内阻R g =2k Ω,给它并联一个0.02Ω的电阻后,其量程将达到 A 。
答案:10A4、一个电流表的满偏电流I g =1mA ,内阻R g =500,要把它改装成一个量程为10V 的电压表,则应在电流表上( )R BAV 1 V 2 A .串联一个10k Ω的电阻 B .并联一个10k Ω的电阻C .串联一个9.5k Ω的电阻D .并联一个9.5k Ω的电阻分析:把电流表改装成电压表,需要串联一个分压电阻,串联电阻阻值为:9.5kΩ; 故选:C .5、将内阻分别为100Ω和80Ω,满偏电流相同的两电流表,通过串联不同的电阻改装成量程相同的电压表,两电压表内阻之比为 。
专题25 电流表和电压表的改装➢ 知识点剖析1.小量程的电流表G (表头)表头的三个主要参数①内阻R g :小量程电流表G 的电阻;②满偏电流I g :小量程电流表G 指针偏转到最大刻度时的电流; ③满偏电压U g :小量程电流表G 通过满偏电流时,加在它两端的电压;根据部分电路欧姆定律可知,满偏电流I g 、内阻R g 、满偏电压U g 满足关系:U g =I g R g 注意:灵敏电流计的满偏电流I g 、满偏电压U g 一般比较小,若通过电流计的电流大于Ig ,电流表会被烧坏2.小量程电流表改装成电压表或大量程电流表(1)将满偏电压为U g 、内阻为R g 的小量程电流表改装成量程为U 的电压表,需要串联一个电阻。
(2)将满偏电流为I g 、内阻为R g 的小量程电流表改装成量程为I 的电流表,需要并联一个电阻。
(3)小量程电流表改装成电压表或大量程电流表的比较:改装成电压表改装成电流表内部电路作用 分压分流改装时需要串联或并联的电阻的阻值 ()g g U I R R =+ggUR R I =- ()'g g g I R I I R =-'g g g I R R I I =- 电表的总内阻V g R R R =+''g A gR R R R R =+注意:关于电表改装的几点说明1.电表改装实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题,只要把表头看成一个电阻R g即可。
2.无论表头改装成电压表还是电流表,它的三个参量U g、I g、R g是不变的。
3.改装后的电压表量程越大,则内阻越大;改装后的电流表量程越大,则内阻越小。
➢例题赏析1.如图所示是汽车油量表工作原理的示意图,图中油量表实质是一个电流表,当油量减少时电路中R接入电路的电阻______,油量表的示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】变大变小【解析】[1][2]由图可知,当油量减少时,浮标下降,浮标推动指针上移,滑动变阻器R连入电路的电阻变大,根据UIR=可知,电路中的电流变小,即油量表的示数变小。
电表的改装与校准实验报告一、实验目的1、掌握将微安表头改装成较大量程电流表和电压表的方法。
2、学会校准电流表和电压表的基本方法,了解电表的等级和精度。
二、实验原理1、微安表头的内阻$R_g$ 和满偏电流$I_g$ 通常是已知的。
将微安表头改装成大量程电流表时,需要并联一个分流电阻$R_s$,使得通过表头的电流仍为满偏电流$I_g$ 时,总电流变为更大的值$I$。
根据并联电路的特点,有:$I_g R_g =(I I_g) R_s$解得:$R_s =\frac{I_g R_g}{I I_g}$2、将微安表头改装成电压表时,需要串联一个分压电阻$R_v$,使得表头两端的电压达到满偏电压$U_g = I_g R_g$ 时,总电压变为更大的值$U$。
则有:$R_v =\frac{U U_g}{I_g}$3、校准电表时,以标准电表的读数为准确值,改装电表的读数与之比较,得出改装电表的误差。
三、实验器材微安表头、电阻箱、滑动变阻器、直流电源、标准电流表、标准电压表、开关、导线若干。
四、实验步骤1、测量微安表头的内阻$R_g$ 和满偏电流$I_g$(1)将微安表头与电阻箱、滑动变阻器、电源等组成电路,调节滑动变阻器,使表头指针达到满偏。
(2)改变电阻箱的阻值,使表头指针半偏,此时电阻箱的阻值即为表头的内阻$R_g$。
(3)记录此时通过表头的电流,即为满偏电流$I_g$。
2、改装电流表(1)根据要改装的量程$I$ 和已测的$I_g$、$R_g$,计算出分流电阻$R_s$ 的阻值。
(2)将计算得到的分流电阻$R_s$ 与微安表头并联,组成改装后的电流表。
3、改装电压表(1)根据要改装的量程$U$ 和已测的$I_g$、$R_g$,计算出分压电阻$R_v$ 的阻值。
(2)将计算得到的分压电阻$R_v$ 与微安表头串联,组成改装后的电压表。
4、校准电流表(1)将标准电流表、改装电流表与电源、滑动变阻器等组成电路,调节滑动变阻器,使电流在改装表量程范围内变化。
电表的改装与校准实验报告一、实验目的1、掌握将微安表头改装成电流表和电压表的原理和方法。
2、学会校准改装后的电表,并计算改装电表的准确度和灵敏度。
3、了解电表内阻对测量结果的影响,学会测量电表内阻。
二、实验原理1、微安表头的内阻$R_g$ 、满偏电流$I_g$ 是表头的两个重要参数。
当表头通过满偏电流时,表头两端的电压称为满偏电压$U_g = I_g R_g$ 。
2、改装成大量程电流表要将微安表头改装成量程为$I$ 的电流表,需要并联一个分流电阻$R_s$ 。
根据并联电路的特点,有$I_g R_g =(I I_g)R_s$ ,解得$R_s =\frac{I_g R_g}{I I_g}$。
3、改装成大量程电压表要将微安表头改装成量程为$U$ 的电压表,需要串联一个分压电阻$R_H$ 。
根据串联电路的特点,有$U = I_g (R_g + R_H)$,解得$R_H =\frac{U}{I_g} R_g$ 。
三、实验仪器微安表头、电阻箱、滑动变阻器、直流电源、标准电流表、标准电压表、开关、导线若干。
四、实验步骤1、测量微安表头的内阻$R_g$(1)按图 1 连接电路,将电阻箱$R$ 调到较大值,滑动变阻器$R_w$ 调到最大值。
(2)闭合开关$K$ ,调节滑动变阻器$R_w$ ,使表头指针接近满偏。
(3)逐步减小电阻箱$R$ 的阻值,直到表头指针正好满偏,此时电阻箱的阻值即为表头内阻$R_g$ 。
2、将微安表头改装成电流表(1)根据要改装的电流表量程$I$ 和表头内阻$R_g$ ,计算出分流电阻$R_s$ 的阻值。
(2)按图 2 连接电路,将计算好的分流电阻$R_s$ 与表头并联。
3、校准改装后的电流表(1)按图 3 连接电路,将标准电流表与改装后的电流表串联,滑动变阻器$R_w$ 调到最大值。
(2)闭合开关$K$ ,调节滑动变阻器$R_w$ ,使电路中的电流从 0 逐渐增大,记录标准电流表和改装电流表的读数。
电表改装和校准实验报告【一】实验目的及实验仪器实验目的 1.掌握将表头改装成电流表和电压表的方法。
2.学习校准电流表和电压表的方法。
实验仪器待改装表头(1.5级,100uA,内阻待测),电流表(1.5级,7.5mA),电压表(1.5级,3V),直流电流,滑线变阻器,电阻箱,固定电阻(3千欧)。
【二】实验原理及过程简述常用的直流电流和直流电压表都有一个共同部分,即表头。
根据分流和分压原理,将表头并联或串联适当阻值的电阻,即可改装成所需量程的电流表或电压表。
1.微安表头的内电阻R g的测定测定内阻R g的方法很多,本试验采用替代法。
当被改电流表(表头)接在电路中,选择适当的电压E和R w值使表头满偏,记下此时标准电流表的读数I a;不改变电压E和R w的值,用电阻箱R13替代被测电流表,调节电阻箱R13的阻值使标准电流表的读数仍为I a,此时电阻箱的阻值即为被测微安表头的内阻R g.2.将uA表头改装成大量程的电流表图1因为微安表头的满刻度电流(量程)很小,所以在使用表头测量较大的电流前,需要扩大它的电流量程。
扩大量程的方法是,在表头两端并联一个阻值较小的电阻R P(如图1)使流过表头的电流只是总电流的一部分。
表头和R P组成的整体就是电流表。
R P称为分流电阻。
选用不同阻值的R P可以得到不同量程的电流表。
在图1中,当表头满度时,通过电流表的总电流为I,通过表头的电流为I g。
因为U g=I g R g=(I-I g)R p故得R p=[I g/(I-I g)]R g(1)如果表头的内阻R g已知,则按照所需的电流表量程I,由式(1)可算出分流电阻R P的阻值。
3.电压表的改装图2根据欧姆定律U=IR,内阻为R g的表头,若通以电流I g,则表头两端电压降为U g=I g R g,因此直流电流表可以对直流电压进行测量。
通常R g的数值不大,所以表头测电压的量程也很小。
为了测量较高的电压,需在表头上串联一个阻值较大的电阻R S(如图2),使超过表头电压量程的那部分电压降落在电阻R S上,R S称为扩程电阻。
电表的改装与校准(二)——将表头改装为伏特表、欧姆表;校正改装后的电表————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:电表的改装与校准(二)———— 将表头改装为伏特表、欧姆表;校正改装后的电表【实验目的】1、了解磁电式电表的基本结构;2、掌握电表的校准方法,学会作校准曲线。
【实验仪器】二、电表的改装(1)将表头改装为安培表 (2)将表头改装为伏特表表头的满度电压很小,一般为零点几伏。
为了测量较大的电压,在表头上串联电阻0R ,如图6所示,使超过表头所能承受的那部分电压降落在电阻0R 上。
表头和串联电阻0R 组成的整体就是伏特表,串联的电阻0R 称为扩程电阻。
选用不同大小的0R ,就可以得到不同量程的伏特表。
设改装后的电压表量程为U ,当表头满刻度时有:00(1)(1)g g g gU U UR R n R I U -==-=- 式中,n 为电压表的扩程倍数。
可见,要将表头测量的电压扩大n 倍时,只要在该表头上串联阻值为(1)g n R -扩程阻值0R 。
表头的g I 、g R 事先测出,根据需要的电压表量程,由上式即可算出应串联的电阻值。
一般地,由于电压表量程U 远大于表头的量程g U ,串联电阻0R 会远大于表头内阻g R 。
(3)将表头改装为欧姆表最简单一种电路如图7所示。
设待改装表的内阻为g R ,量程为g I 。
电源电动势E 与固定电阻1R (称为限流电阻)、可变电阻P R (称为调零电阻)串联。
x R 为被测电阻,测量时将其接在A 、B 两点之间。
由闭合电路的欧姆定律可知,接入x R 后,表头所指示的电流:1x g P xEI R R R R =+++当E 、1g P R R R ++的值一定时,x R 的一个值与x I 的一个值相对应,即与表头指针的一个偏转角相对应,所以表面可以按电阻值来划分刻度。
“小量程”的电流表改装成“大量程”的电压表、电流表 前言:常用电流表和电压表都是由小量程的电流表(也叫表头)改装而成的。
从电路的角度看,表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律。
表头与其它电阻的不同在于:通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。
下面对表头和电压表、电流表的改装情况做系统介绍:一、关于“小量程电流表(也叫表头)”:1、表头的作用:能测量微小电流和电压。
2、表头有三个参量,分别是:(1)内阻Rg :即表头的电阻;(2)满偏电流I g :也是表头允许通过的最大电流。
(3)满偏电压Ug: 是表头通过满偏电流时,加在表头两端的电压。
也是允许加在表头两端的最大电压。
三者的关系满足欧姆定律,有:Ug=I gRg3、注意:(1)表头的满偏电压Ug 和满偏电流Ig 一般都比较小。
(2)通过表头的实际电流I 和加在表头两端的实际电压U 满足欧姆定律:U=IRg(3)通过表头的电流I 并不总等于Ig ,I 可在0-Ig 之间变化,相应的加在表头两端的电压U 也并不总等于Ug ,U 也在0-Ug 之间变化,只有I=Ig 时,才有U=Ug ,Ug=IgRg二、关于“电压表的改装”1、改装目的:测量较大的电压时,需要把量程较小的表头改装成量程较大的电压表。
(电压表可以看做一个电压可读的“大电阻”)2、改装方法:在表头串联一个阻值较大的电阻(量程扩大倍数越高,串联电阻的阻值越大)3、 改装原理:串联电路有分压作用4、改装电路图:5、 分压电阻的计算:(设改装后量程为U )(1)计算思路:把电流为I g 时,总电压为U ,表头内阻为R g 视为已知条件求解;(2)常用关系式:U=I g (R+R g ) 或R=U R R g /U g =(U-U g )R g /U g(3)计算结果:g R I U R -=g gg -I R I U R g =或:为量程扩大倍数)(或:n )1-n ()1(g g g R R U U R =-= 6、改装后的电压表内阻的计算: R v =R+R g 或R V =U/I g7、改装后改变表盘刻度的方法:把表盘刻度值扩大g gR R R +倍或gU U 倍改成相应的电压值。
电表的改装知识元电表的改装知识讲解一、灵敏电流计无论是电流表还是电压表的表头都是一个灵敏电流计,灵敏电流计是一个量程非常小的电流表,量程通常是几十至几百微安(μA),内阻较大通常在几十欧至几百欧之间.二、改装电表1.改成电流表设灵敏电流计的量程为I g,电阻为R g,若使其量程扩大至I,则:电路图:并联电路电压相等:I g R g=(I-I g)R推导可得:R=2.改成电压表设灵敏电流计的量程为I g,电阻为R g,若将其改装成量程为U的电压表,则:电路图:由欧姆定律得:U=I g(R g+R)推导可得:R=-R g例题精讲电表的改装例1.某探究小组为了研究用“半偏法”测电阻和改装电表,先用“半偏法”测量程为150μA的电流表A的内阻,后将电流表A改装成电压表。
(1)某同学首先采用如图甲所示的实验电路测量该电流表A的内阻R g,图中R0为滑动变阻器、R为电阻箱。
他按电路图连接好电路,将R0的阻值调到最大,闭合开关S1后,他应该正确操作的步骤是_____(选出下列必要的步骤,并将其序号排序)A.记下R的阻值B.调节R0的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度C.闭合S2,调节R0和R的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半D.闭合S2,保持R0不变,调节R的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半(2)如果按正确操作步骤测得电阻箱R的阻值为100Ω,则安培表的内阻R g=_____Ω;与电流表内阻的真实值R g′相比,R g___R g′(填“>”、“=”或“<”)(3)将上述电流表A改装成量程为3V的电压表,则需将电流表与阻值为_______Ω的电阻串联。
用它来测量电压时,表盘指针位置如图乙所示,此时电压表的读数大小为______V例2.某同学将一个量程为0~1V、内阻未知的电压表改装为0~3V的电压表。
(1)该同学首先进行了如下操作:①将多用电表档位调到电阻“×100”,再将红表笔和黑表笔____,进行调零;②将图a中多用电表的红表笔和电压表的_____(填“+”或“-”)接线柱相连,黑表笔与另一接线柱相连;③此时多用电表的示数如图b所示,则电压表的内阻为______Ω.若已知多用电表欧姆档表盘中央刻度值为“15”,表内电池电动势为1.5V,则电压表的示数为_____V。
有关电流表和电压表的改装二. 知识要点:(一)电流表和电压表的改装1. 电流表以及其参数(1)我们通常所说的电流表是指灵敏电流计,由于其量程太小,一般情况下不能直接测量电流,而是用于检测有无电流和电流的方向,或作为改装量程较大的电流表和电压表的表头使用。
(2)主要参数:电流表的内阻;指针偏转到最大刻度时的电流叫作满偏电流,又叫做电流表的量程;指针偏转到最大刻度时,电流表两端的电压叫做满偏电压。
由欧姆定律可得。
2. 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。
图1(2)分压电阻的计算根据串联电路的分压原理有:解得分压电阻:若表示量程的扩大倍数(即)则3。
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:解得应并联的分流电阻:若用表示量程的扩大倍数(即)则改装成的电流表的内阻为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,内阻为的电压表改装成量程为30V的电压表,应联的电阻。
分析与解答:原来的电压表,内阻为,改装后的量程为30V。
需串联的电阻R,扩大倍数,所以.[例2] 一个电流表的内阻为,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 .分析与解答:电流表的量程扩大,需并联一个分流电阻,原来电流表的最大量程为10A,刻度数为,改装后的量程为100A,根据欧姆定律得:并联电路的阻值:新电流表的内阻:新电流表的每个刻度值表示:(二)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,电压表的内阻;电表的接入和取出对电路不产生影响。
改装电流表和电压表改装公式
小量程的电流表(表头)
在电压表和电流表的结构中,都有一个小量程的电流表,也叫表头,表头中有线圈和指针,表头一般用G表示。
1、表头的工作原理:通过线圈在磁场力的作用下,带动指针偏转,并且指针偏转的角度与电流的大小成正比。
2、表头的参数:表头的内阻Rg,满偏电流Ig,当电流达到满偏时的电压叫做满偏电压Ug=IgRg。
电压表的改装
1、改装电路:电压表实质上是由表头和一个电阻R串联组成的电表。
如下图虚线内为电压表的结构。
2、原理:设表头的内阻Rg,满偏电流Ig,满偏电压Ug,改装以后的量程为U。
由欧姆定律:Ug/Rg=U/(Rg+R)
可得:U=(R+Rg)Ug/Rg,可知改装后的U与Ug成正比,改装后的电压表上的刻度是均匀的。
电流表的改装
1、改装电路:电流表实质上是由表头和一个电阻R并联组成的电表。
如下图虚线内为电流表的结构。
2、原理:设表头的内阻Rg,满偏电流Ig,满偏电压Ug,改装以后的量程为I。
由欧姆定律:IgRg=(I—Ig)R
可得:I=(R+Rg)Ig/R,可知改装后的I与Ig成正比,改装后的电流表上的刻度是均匀的。