电表的改装分析
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、电压表、电流表的改装及其特点分压 分流 电表改装问题的三点提醒(1)无论表头G 改装成电压表还是电流表,它的三个特征量U g 、I g 、R g 是不变的,即通过表头的最大电流I g 并不改变。
(2)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题,只要把表头G 看成一个电阻R g 即可,切记通过表头的满偏电流I g 是不变的。
(3)改装后的电压表的表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压,改装后的电流表表盘上显示的是通过表头和分流电阻的总电流。
【典例3】有一电流表G ,内阻R g =10 Ω,满偏电流I g =3 mA.(1)要把它改装成量程为0~3 V 的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大? (2)要把它改装成量程为0~0.6 A 的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大? 【答案】(1)990 Ω 1 000 Ω (2)0.05 Ω 0.05 Ω 【解析】(1)由题意知电流表G 的满偏电压 U g =I g R g =0.03 V改装成量程为0~3 V 的电压表,当达到满偏时,分压电阻R 的分压U R =U -U g =2.97 V 所以分压电阻R =U g I g =2.970.003 Ω=990 Ω改装后电压表的内阻R V =R g +R =1 000 Ω.(2)改装成量程为0~0.6 A 的电流表,当达到满偏时,分流电阻R 的分流I R =I -I g =0.597 A 所以分流电阻R =U gI R≈0.05 Ω改装后电流表的内阻R A =R g RR g +R ≈0.05 Ω.【跟踪训练】1.把表头G 改装成大量程电流表时,下列说法正确的是( ) A.改装原理为并联电阻能增大通过G 的电流 B.改装成电流表后,表头G 本身允许加的电压增大了 C.改装后,表头G 自身的电阻减小了D.改装后使用时,表头G 本身的参量都不改变,整个并联电路允许通过的电流增大了 【答案】D【解析】把表头G 改装成大量程的电流表时,只是并联了一个分流电阻,使整体并联电路允许通过的最大电流增大,但表头的各特征量都不变,故D 对,A 、B 、C 错.2. 如图所示,其中电流表A 的量程为0.6 A ,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A ;R 1的阻值等于电流表内阻的12;R 2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A 【答案】C3.如图所示,电流计的内阻R g =100Ω,满偏电流I g =1mA ,R 1=900Ω,R 2=100/999Ω,则下列说法正确的是:A . 当S 1和S 2均断开时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是1AB . 当S 1和S 2均断开时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是10VC . 当S 1和S 2均闭合时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是0.1AD . 当S 1和S 2均闭合时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是1A 【答案】D【解析】AB :当S 1和S 2均断开时,表头与R 1串联,所以虚线框中可等效为电压表。
电表改装与校准实验报告1. 引言电表是测量电能消耗的重要仪器,在电力系统中起到了至关重要的作用。
然而,由于设备老化、使用不当等原因,电表的准确性可能会受到影响。
因此,对电表进行改装与校准是必要的。
本实验旨在通过改装电表,并对其进行校准,提高电表的准确性。
2. 改装电表2.1 选取适当的电表在改装电表之前,我们需要选择合适的电表。
根据实验要求,我们选择了一款具备高精度、稳定性好的电表进行改装。
2.2 电表改装步骤1.打开电表外壳:使用螺丝刀拧开电表外壳上的螺丝。
2.识别电表内部结构:了解电表内部结构,确定需要改装的部分。
3.拆卸原有元件:将需要改装的元件进行拆卸,如电流互感器、电压互感器等。
4.安装改装元件:根据实验需求,选取合适的改装元件进行安装。
5.连接电线:将改装元件与电表内部电路进行适当的连接。
6.固定改装元件:使用螺丝将改装元件固定在电表内部。
7.关闭电表外壳:将电表外壳盖好,并拧紧螺丝。
3. 电表校准实验3.1 实验前准备在进行电表校准实验之前,我们需要做一些准备工作:1.确保实验室环境稳定,温度、湿度等因素不会对实验结果产生影响。
2.准备标准电源及标准电表:我们需要一台高精度的标准电源和一个经过准确校准的标准电表作为参考。
3.配置测试电路:根据实验需求配置相应的测试电路,包括电压源、电流源等。
3.2 校准步骤1.连接电路:根据实验需要,将待校准的电表与标准电源、标准电表以及测试电路连接起来。
2.校准电流测量:通过调节标准电源的输出,使电流在不同量级下均匀变化,记录待校准电表和标准电表的测量值,并进行比较。
3.校准电压测量:通过调节标准电源的输出,使电压在不同量级下均匀变化,记录待校准电表和标准电表的测量值,并进行比较。
4.校准功率测量:通过调节标准电源的输出,使功率在不同量级下均匀变化,记录待校准电表和标准电表的测量值,并进行比较。
5.校准能量测量:通过长时间稳定供电,记录待校准电表和标准电表的能量计量值,并进行比较。
电表改装实验总结引言电表改装是一项有意思且具有挑战性的实验。
在这项实验中,我们通过修改电表的电路结构和程序,使其能够更准确地测量电流和电压,以满足不同场景下的需求。
在本文中,我将分享我在进行电表改装实验过程中的一些经验和总结。
一、实验目标电表改装的目标是提升电表的准确性和可定制性。
具体来说,我们希望通过改装电表,使其能够在高电压和低电压环境下工作,同时能够测量直流电流和交流电流。
此外,我们还希望电表能够具备数据记录和远程监控能力,以方便使用者对电能消耗进行分析和管理。
二、实验步骤1. 分析电表原理:在开始改装之前,我们首先需要了解电表的工作原理。
通过深入研究电路结构和电表控制程序,我们可以更好地理解电表的测量原理,并为我们的改装工作打下基础。
2. 修改电路结构:根据我们的实验目标,我们需要对电表的电路结构进行修改。
具体来说,我们可以增加额外的传感器和滤波器,以增强电表的测量范围和准确性。
此外,我们还可以使用更精确的电流和电压传感器来替换原有的传感器。
3. 重写控制程序:改装电表不仅需要修改电路结构,还需要重新编写控制程序。
通过使用更高级的算法和精确的测量方法,我们可以提高电表的测量准确性和响应速度。
同时,我们还可以增加数据记录和远程监控功能,以满足用户的需求。
4. 实验验证:在完成电表改装后,我们需要进行实验验证来检查改装的效果。
通过与标准仪器的对比和多组实验数据的分析,我们可以评估改装后电表的测量精度和稳定性。
如果需要,我们还可以进行进一步的优化和调整,以获得更好的结果。
三、实验总结和收获通过进行电表改装实验,我收获了许多宝贵的经验和知识。
首先,我学会了分析电路结构和控制程序,以深入理解电表的工作原理。
其次,我学会了使用不同的传感器和算法来改善电表的测量性能。
最重要的是,我意识到了电表的改装是一项复杂的工作,需要综合运用电子技术、计算机编程和工程设计等多方面的知识。
在今后的工作中,我将继续探索电表改装的领域,并尝试结合物联网、人工智能等新技术,以进一步提升电表的功能和性能。
改装电表实验报告改装电表实验报告摘要:本实验旨在通过改装电表,探索电表的工作原理和电能计量的基本原理。
通过实验,我们成功地改装了电表,并对其进行了测试和分析。
实验结果表明,改装后的电表具有更高的精度和稳定性,能够准确计量电能的消耗。
1. 引言电表作为一种常见的电力计量设备,广泛应用于各种场合。
然而,传统的电表存在一些局限性,如精度不高、易受外界干扰等。
因此,对电表进行改装,以提高其性能和稳定性,具有重要的研究意义和实际应用价值。
2. 实验目的本实验的主要目的是改装电表,使其能够更准确地测量电能的消耗。
具体而言,我们将通过更换电表的电路元件和优化电路结构,提高电表的精度和稳定性。
3. 实验材料和方法3.1 实验材料- 电表- 电路元件(如电阻、电容等)- 电源- 示波器- 多用电表3.2 实验方法- 拆卸电表外壳,暴露内部电路。
- 分析电表的原理和结构,确定需要改装的部分。
- 更换电表的电路元件,优化电路结构。
- 组装电表,进行测试和校准。
- 使用示波器和多用电表对改装后的电表进行性能测试。
4. 实验结果与分析经过改装后,我们成功地提高了电表的精度和稳定性。
在实验中,我们使用示波器和多用电表对改装后的电表进行了测试,结果显示改装后的电表的测量误差明显降低,能够更准确地计量电能的消耗。
我们进一步分析了改装前后电表的工作原理和电路结构,发现改装后的电表采用了更先进的电路设计和更精密的元件,使得电表的测量精度得到了显著提高。
同时,我们还注意到改装后的电表对外界干扰的抗干扰能力也得到了增强,能够更好地适应不同环境下的工作。
5. 实验总结通过本次实验,我们成功地改装了电表,并对其进行了测试和分析。
实验结果表明,改装后的电表具有更高的精度和稳定性,能够准确计量电能的消耗。
这对于电力计量和能源管理具有重要意义。
然而,本实验仅仅是对电表进行了简单的改装和测试,还有很多方面可以进一步研究和改进。
例如,可以探索更先进的电路设计和元件应用,以进一步提高电表的性能和稳定性。
⼤学物理实验报告电表的改装实验报告电表的改装⼀般电流计(表头)只允许通过微安级(低等级的也有毫安级的)电表,只能测量较⼩的电流或电压。
⽽实际测量的电流和电压都较⼤,要将表头改装,扩⼤其量程,常使⽤的各种电表都是⼯⼚设计、改装完成的。
有些电表为了测量交流电压或电流,在表内配上了整流元件。
关键词:电流计;表头;电流;电压⼀、实验⽬的1.掌握扩⼤电表量程的原理和⽅法;2.了解欧姆表的改装和定标。
⼆、实验原理1.表头的两个参数Ig 和Rg的测定要将表头改装成电表,必须知道表头的两个参数——使表头偏转到满刻度的电流Ig和表头内阻Rg。
这两个参数在表头出⼚时都会给出。
下⾯介绍实验测定这两个参数的⽅法,测量原理和线路如图9-1-1所⽰。
图9-1-1 表头I g,R g测定电路图(1)Ig的测定⾸先置滑线变阻器滑动触点C于输出电压最⼩处(A端),将开关S2合于“1”处时,表头G与微安表串联(图9-1-1中微安表⽐待测表头有较⾼准确度的“标准表”,若改⽤mA 级表头,则“标准表”相应地改为较⾼级别的mA表)。
接通开关S1,移动滑动触点C,逐渐增⼤输出电压,使表头G指针偏转到满刻度,此时微安表上读出的电流值即为Ig,记下这个值。
(2)Rg的测定保持上述电路状态不变(即不改变电源电压和C点的位置),使可变电阻R(采⽤电阻箱)为较⼤值,将开关S2拨于“2”处,连续减⼩R的值,使微安表重新指到Ig处,此时R的值即为Rg,这种⽅法称为替代法。
Ig 和Rg是表头的两个重要参数。
在选择表头时,这两个参数值越⼩越好。
2.电流表量程的扩⼤表头不能测量较⼤电流,如图9-1-2所⽰,若并上⼀个低值电阻R s ,则可以扩⼤其量程。
由图9-1-2,并联电阻R s 的值通过计算可以得到(I-I g )R s =I g R g (9-1-1)所以R s =(9-1-2)若令n=,则R s =(9-1-3)式中,I 为扩充后的量程,n 为量程的扩⼤倍数。
电表的改装与校准实验总结一、引言电表作为一种重要的计量工具,在现代生活中扮演着不可或缺的角色。
然而,由于各种原因,常常会出现电表误差的情况,这不仅对用户的电费支付造成了困扰,也影响了电力公司的计费准确性。
本文将对电表的改装与校准实验进行总结,旨在探讨如何提高电表的精确性和可靠性。
二、电表改装的重要性传统的电表采用机械方式进行计量,但其精确度有限。
为了提高电表的精确性,改装电表成为了一种有效的途径。
通过改装,可以采用数字技术进行计量,提高计量的准确性和稳定性。
此外,改装还可以增加电表的功能,例如添加数据存储和远程监控等特性,使其更加适应现代电力管理的需求。
三、电表改装的步骤与注意事项1. 选择合适的电表改装方案电表改装方案有多种,例如替换计量元件、添加计算机接口等。
在选择合适方案时,应考虑到改装的成本、技术难度以及对电表原有性能的影响等因素。
同时,还要确保改装后的电表符合相关的标准和规定。
2. 进行电表外部改装外部改装主要包括安装电表改装设备和调整电表接线等操作。
在进行外部改装时,需要保证操作的安全性和可靠性,防止对电网和用户的用电造成干扰和损害。
3. 进行电表内部改装内部改装涉及对电表的内部电路和元件进行更换或者添加。
在进行内部改装时,需要注意电路的连接和元件的选用,确保改装后电表的稳定性和准确性。
四、电表校准的实验设计电表校准是一项关键的工作,其目的是验证电表测量的准确性和稳定性。
为了设计一项有效的校准实验,需要进行以下几个步骤:1. 实验方案的确定确定实验的校准目标和要求,选择适当的校准仪器和方法。
同时,还需要确定实验的变量和控制参数,以及实验的时间和地点等因素。
2. 校准实验的准备工作准备相应的校准仪器和设备,并对其进行校准和检验。
此外,还需要对实验环境进行控制,确保实验的可重复性和可比性。
3. 进行校准实验按照设计的方案和步骤进行校准实验。
实验过程中需要记录实验数据并进行数据处理,以评估电表的测量准确性和误差。
改装电表实验报告引言:电表作为衡量家庭用电和电力行业用电的重要仪器,其准确性和稳定性对于实时监测和控制能源消耗具有重要意义。
在这个实验报告中,我们将探究如何通过改装电表来提高其功能和性能,为用户带来更好的能源管理体验。
一、改装电表的背景和目的在现代社会,节能意识逐渐增强,人们对能源消耗的关注度越来越高。
然而,传统的电表只能提供基本的用电量信息,难以满足用户对细节和实时数据的需求。
因此,我们有必要通过改装电表来实现更多功能,以便更好地监测和控制能源消耗。
二、改装电表的材料和方法1. 材料:- 电表(传统电表或智能电表)- Arduino开发板- 电流和电压传感器- LCD显示屏- 光电传感器- 电路板和导线等2. 方法:- 将Arduino开发板与电表相连,通过电流传感器和电压传感器测量实时电流和电压值;- 利用光电传感器检测电表上的旋转转盘,用于计算电表的用电量;- 通过编程,将测量到的电流和电压数据展示在LCD显示屏上;- 发送数据到云平台或个人电脑,以便用户远程查看和分析能源消耗情况。
三、改装电表的功能和性能提升1. 实时数据监测:通过改装电表,用户可以实时监测家庭或企业的用电量,随时了解电能的消耗状况,帮助用户调整使用行为,更好地节约能源。
2. 定制化统计分析:通过将电表数据发送到云平台或个人电脑,用户可以根据具体需求进行定制化的统计分析,例如按天、按周或按月绘制用电曲线图,帮助用户更好地了解自己的用电模式和变化趋势。
3. 异常报警功能:改装电表还可以设置异常报警功能,当用电量超过用户设置的警戒值时,系统会自动发送警报信息,提醒用户注意节约能源。
4. 提供优化建议:通过对用电数据的分析,改装电表还可以提供针对性的节能建议,帮助用户优化能源利用,减少浪费现象。
四、改装电表的应用前景1. 家庭用户:改装电表为家庭用户提供了更加智能化、便捷化的能源管理方式,帮助用户节约用电、降低能源消耗,实现绿色低碳生活。
电表改装实验报告总结电表改装实验报告总结引言:电表作为电力系统中的重要组成部分,用于测量电能的消耗和供给,是电力计费的基础。
然而,传统的电表在准确度和功能上存在一些局限性。
为了提高电表的性能和功能,我们进行了电表改装实验,并对实验结果进行了总结和分析。
一、实验目的本次实验的目的是对传统电表进行改装,提高其准确度和功能,以满足现代电力系统的需求。
具体目标包括:1. 提高电表的测量准确度;2. 增加电表的功能,如实时监测、远程读数等;3. 优化电表的结构和外观。
二、实验过程1. 选择合适的电表改装方案:我们通过调研和实验比较了多种电表改装方案,最终选择了基于物联网技术的改装方案,以实现远程监测和数据传输功能。
2. 改装电表硬件:我们对电表的硬件进行了改造,包括更换高精度测量元件、增加通信模块等,以提高测量准确度和功能。
3. 开发改装电表的软件:我们编写了相应的软件程序,实现了电表数据的实时监测、远程读数和数据传输等功能。
三、实验结果1. 测量准确度提高:经过改装后,电表的测量准确度得到了显著提高,误差范围在可接受的范围内。
2. 功能增加:改装后的电表具备了实时监测和远程读数的功能,用户可以通过手机或电脑随时查看电表数据,方便了电力管理和使用。
3. 结构和外观优化:我们对电表的结构和外观进行了优化设计,使其更加紧凑、美观,并增加了易操作性。
四、实验分析1. 改装方案选择的合理性:我们选择的基于物联网技术的改装方案,使得电表具备了更多的功能和便利性,适应了现代电力系统的需求。
2. 实验结果的可靠性:经过多次实验和数据对比,我们确认改装后的电表在测量准确度和功能方面的提升是可靠的。
3. 实验的局限性:由于实验时间和资源的限制,我们无法对所有类型的电表进行改装,因此实验结果可能不适用于所有电表型号。
五、实验总结通过本次电表改装实验,我们成功地提高了电表的测量准确度和功能,使其适应了现代电力系统的需求。
改装后的电表具备了实时监测、远程读数等功能,方便了电力管理和使用。
电表的改装与校正实验报告数据篇一:电表的改装与校正实验报告实验四电表的改装和校准实验目的1.掌握电表扩大量程的原理和方法; 2.能够对电表进行改装和校正; 3.理解电表准确度等级的含义。
实验仪器:微安表,滑线变阻器,电阻箱,直流稳压电源,毫安表,伏特表,开关等。
实验原理:常用的直流电流表和直流电压表都有一个共同部分,即表头。
表头通常是磁电式微安表。
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。
一将微安表改装成电流表微安表的量程Ig很小,在实际应用中,若测量较大的电流,就必须扩大量程。
扩大量程的方法是在微安表的两端并联一分流电阻RS。
如图1 所示,这样就使大部分被测电流从分流电阻上流过,而通过微安表的电流不超过原来的量程。
设微安表的量程为Ig,内阻为Rg,改装后的量程为I,由图1,根据欧姆定律可得,(I - Ig)RS= IgRg RS=设n = I /Ig, 则RS=Rgn?1IgRgI?Ig(1)由上式可见,要想将微安表的量程扩大原来量程的n 倍,那么只须在表头上并联一个分流电阻,其电阻值为RS= Rgn?1。
图1 图2二将微安表改装成电压表我们知道,微安表虽然可以测量电压,但是它的量程为IgRg,是很低的。
在实际应用中,为了能测量较高的电压,在微安表上串联一个附加电阻RH,如图2所示,这样就可使大部分电压降在串联附加电阻上,而微安表上的电压降很小,仍不超过原来的电压量程IgRg。
设微安表的量程为Ig,内阻为Rg,欲改装电压表的量程为U,由图2,根据欧姆定律可得,Ig(Rg+ RH)=U RH =三改装表的校准改装后的电表必须经过校准方可使用。
改装后的电流表和电压表的校准电路分别如图3和图4所示。
首先调好表头的机械零点,再把待校的电流表(电压表)与标准表接入图3(或图4)中。
然后一一校准各个刻度,同时记下待U? Rg(2)Ig校电流表(或电压表)的示值I(或U)和标准表的示值和IS(或US)。
电表改装实验报告误差分析电表误差改装实验报告电表改装误差来源分析物理电表改装实验报告篇一:电表改装实验报告篇二:电表的改装与校正实验报告实验四电表的改装和校准实验目的1(掌握电表扩大量程的原理和方法; 2(能够对电表进行改装和校正; 3(理解电表准确度等级的含义。
实验仪器:微安表,滑线变阻器,电阻箱,直流稳压电源,毫安表,伏特表,开关等。
实验原理:常用的直流电流表和直流电压表都有一个共同部分,即表头。
表头通常是磁电式微安表。
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1表或电压表。
一将微安表改装成电流表微安表的量程Ig很小,在实际应用中,若测量较大的电流,就必须扩大量程。
扩大量程的方法是在微安表的两端并联一分流电阻RS。
如图1 所示,这样就使大部分被测电流从分流电阻上流过,而通过微安表的电流不超过原来的量程。
设微安表的量程为Ig,内阻为Rg,改装后的量程为I,由图1,根据欧姆定律可得,(I - Ig)RS= IgRg RS=设n = I /Ig, 则RS=Rgn-1IgRgI-Ig(1)由上式可见,要想将微安表的量程扩大原来量程的n倍,那么只须在表头上并联一个分流电阻,其电阻值为RS=Rgn-1。
图1 图2二将微安表改装成电压表我们知道,微安表虽然可以测量电压,但是它的量程为IgRg,是很低的。
在实际应用中,为了能测量较高的电压,2在微安表上串联一个附加电阻RH,如图2所示,这样就可使大部分电压降在串联附加电阻上,而微安表上的电压降很小,仍不超过原来的电压量程IgRg。
设微安表的量程为Ig,内阻为Rg,欲改装电压表的量程为U,由图2,根据欧姆定律可得,Ig(Rg+ RH)=U RH =三改装表的校准改装后的电表必须经过校准方可使用。
改装后的电流表和电压表的校准电路分别如图3和图4所示。
首先调好表头的机械零点,再把待校的电流表(电压表)与标准表接入图3(或图4)中。
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。
▲疑难导析1、理想电表和非理想电表(1)中学阶段,大多数情况下,电压表和电流表都可看作是理想的,即电压表内阻为无穷大,电流表的内阻为零。
这种理想电表连入电路对整个电路是没有影响的。
但是在有些情况下,电表并不能看作是理想的(特别是一些实验测量问题),这时的电表既是一个测量的仪表,又是连接在电路中的一个电阻,就好像电流表变成了一个小电阻,只不过这个电阻能显示出流过它的电流;电压表变成了一个大的电阻,它同时可显示出自己两端的电压。
(2)非理想电表对电路的影响:当电路中存在非理想电压表时,起分流作用,故测量值比真实值偏小;当电路中接入非理想电流表时,起分压作用,故测量值偏小。
2、电表的读数方法在实验中,测量时要按照有效数字的规律来读数。
测量仪器的读数规则为:测量误差出现在哪一位,读数就相应读到哪一位,在中学阶段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置,对于常用的仪器可按下述方法读数。
(1)最小分度是“1”的仪器,测量误差出现在下一位,下一位按十分之一估读,如最小刻度是1 mm的刻度尺,测量误差出现在毫米的十分位上,估读到十分之几毫米。
(2)最小分度是“2”或“5”的仪器,测量误差出现在同一位上,同一位分别按二分之一或五分之一估读。
如学生用的电流表A量程,最小分度为0. 02 A,误差出现在安培的百分位,只读到安培的百分位,估读半小格,不足半小格的舍去,超过半小格的按半小格估读,以安培为单位读数时,百分位上的数字可能为0、1、2、...、9;学生用的电压表15 V 量程,最小分度为V,测量误差出现在伏特的十分位上,只读到伏特的十分位,估读五分之几小格,以电压为单位读数时,十分位上的数字可能为0、1、2、 (9)(3)对欧姆表的读数:待测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数。
为减小读数误差,指针应指表盘到的部分,否则需换挡,换挡后,需要重新进行欧姆调零。
知识点二——电阻的测量——伏安法▲知识梳理1.原理部分电路欧姆定律。
2.两种接法如图甲所示,电流表接在电压表两接线柱外侧,通常称“外接法”;如图乙所示,电流表接在电压表两接线柱内侧,通常称“内接法”。
3.误差分析采用图甲的接法时,由于电压表分流,电流表测出的电流值要比通过电阻R的电流大,因而求出的阻值等于待测电阻和电压表内阻的并联值,所以测量值比真实值小。
电压表内阻比待测电阻大得越多,测量误差越小,因此测量小电阻时应采取这种接法。
采用图乙的接法时,由于电流表的分压,电压表测出的电压值要比电阻R两端的电压大,因而求出的是待测电阻与电流表内阻的串联值。
所以测量的电阻值比真实值大,待测电阻越大,相对误差越小,因此测量大电阻时应采取这种接法。
4.伏安法的选择为减小伏安法测电阻的系统误差,应对电流表外接法和内接法作出选择,其方法是:(1)阻值比较法:将待测电阻的阻值与电压表、电流表内阻进行比较,若,宜采用电流表外接法;若,宜采用电流表内接法。
(2)临界值法:令,当时,内接法;时,外接法。
(3)实验试探法:按如图接好电路,让电压表的一根接线P先后与B、C处接触一下,如果电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法。
▲疑难导析一、测量电阻的若干方法1.安安法测电阻若电流表内阻已知,则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。
(1)如图所示,当两表所能测得的最大电压接近时,如果已知的内阻,则可测得的内阻。
(2)如图所示,当两电表的满偏电压时,串联一定值电阻后,同样可测得的内阻。
2.伏伏法测电阻电压表内阻已知,则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用。
(1)如图所示,两电表的满偏电流接近时,若已知的内阻,则可测出的内阻。
(2)如图所示,两电表的满偏电流时,并联一定值电阻后,同样可测得的内阻。
3.电阻箱当电表使用(1)电阻箱当作电压表使用如图所示,可测得电流表的内阻图中电阻箱R可测得表两端的电压为,起到了测电压的作用。
(2)电阻箱当作电流表使用如图所示,若已知R及,则测得干路电流为。
图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用。
4.比较法测电阻如图所示,测得电阻箱的阻值及表、表示数,可得。
如果考虑电表内阻的影响,则。
5.替代法测电阻如图所示:(1)S接1,调节,读出A表示数为I;(2)S接2,不变,调节电阻箱,使A表示数仍为I;(3)由上述可得。
该方法优点是消除了A表内阻对测量的影响,缺点是电阻箱的电阻不能连续变化。
6.半偏法测电流表内阻(1)找出电流表的三个参数、和,可直接从表头上读出,可采用半偏法测出,。
(2)半偏法测电流表内阻:①测量原理:电路如图所示:第一步,闭合,调节使G指针满偏;第二步,再闭合,调节,使G指针半偏,读出的值,则。
实验中,要注意满足G能满偏的前提下使。
②误差分析设电源电动势为E,内阻忽略,在闭合断开,G满偏时有①当也闭合,G半偏时有②由①②可得故,测量值比偏小,要减小误差,应使。
(3)熟悉把改装的电表跟标准电压表核对的电路及方法。
二、电学实验仪器的选择电学实验仪器的选择应注意以下几个方面:1.原则(1)安全性原则:①不超过量程,②在允许通过的最大电流以内;③电表、电源不接反;(2)方便性原则:①便于调节;②便于读数;(3)经济性原则:以损耗能量最小为原则。
2.滑动变阻器两种接法的选择方法(1)两种接法比较限流式分压式电路组成}变阻器接入电路特点连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱(图中变阻器Pa部分被短路不起作用)连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈的两端接线柱(图中变阻器P a、P b都起作用),即从变阻器分出一部分电压加到待测电阻上调压范围(不计电源内阻)(不计电源内阻)(2)限流电路、分压电路的选择原则:限流式适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。
分压式适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)。
因为越小,限流式中滑动变阻器分得电压越大,调节范围越大,越大,分压式中几乎不影响电压的分配,滑片移动时,电压变化接近线性关系,便于调节。
限流式好处是电路简单、耗能低。
通常变阻器以限流接法为主,但在下列三种情况下,必须选择分压连接方式:①若采用限流式不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流,则必须选用分压式。
②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应改用分压电路。
③若实验中要求电压从零开始连接可调,则必须采用分压式电路。
典型例题透析题型一——电表的改装(1)改装电表,首先要了解电流表表头的三个基本参量:,改装时必须至少知道其中两个参量。
(2)注意改装后表头的满偏电流仍保持不变。
(3)注意实验基本原理、基本方法的灵活运用和迁移,提高对实验数据的处理能力。
1、将一个电阻为60Ω,满偏电流为500的电流表表头改成如图所示的两个量程的电压表,量程分别为3V和15 V,试求和的阻值。
思路点拨:本题考查电表的改装问题。
3 V电压档的分压电阻为,而15 V电压档的分压电阻为,可以先求出和的值,再求的值。
;【变式】在如图所示,电路中,=6Ω,=3Ω,=1Ω,电流表内阻=2Ω,电池组的电动势E=,内阻r=Ω,求:(1)当开关接通,断开时,电流表的示数是多少?(2)当开关、同时接通时,电流表的示数是多少?《题型三——测量电流表或电压表内阻测量电流表或电压表内阻的测量原理仍然是伏安法,只不过要注意这时电表在电路中的作用是能显示电流、电压的电阻。
3、(1)用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到)测定某圆柱的直径时,卡尺上的示数如图。
可读出圆柱的直径为mm。
(2)利用图1所示的电路测量电流表mA的内阻。
图中、为定值电阻,、为电键,B是电源(内阻可忽略)。
①根据图1所给出的电路原理图,在图2的实物图上连线。
②已知=140Ω,=60Ω。
当电键闭合、断开时,电流表读数为;当、均闭合时,电流表读数为。
由此可以求出=Ω。
(保留2位有效数字)思路点拨:本题第(2)问是由闭合电路的知识确定未知电阻,原理类似于“测电源的电动势和内电阻”。
图a 中电源电动势为E ,内阻可忽略不计;电流表具有一定的内阻,电压表的内阻不是无限大,S 为单刀双掷开关,R 为待测电阻。
当S 向电压表一侧闭合时,电压表读数为U 1,电流表读数为I 1;当S 向R 一侧闭合时,电流表读数为I 2。
⑴根据已知条件与测量数据,可以得出待测电阻R = 。
⑵根据图a 所给出的电路,在图b 的各器件实物图之间画出连接的导线。