电流表和电压表的改装

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）。

1 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Rg，满偏电流Ig，满偏电压Ug 。Ug＝IgRg.

（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＝gUU，则根据分压原理，需串联的电阻值R＝gUURRg＝(n－1)Rg，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＝gII，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值R＝RIIgRg＝1gnR，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：C

2、一电流表的满偏电流Ig=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=IgR=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Ig=50μA，内阻Rg=2kΩ，给它并联一个0.02Ω的电阻后，其量程将达到 A。

答案：10A

4、一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=500，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（ ） 2 R

电流表改装成电压表

1．实验目的

加深对电压表构造的理解，学会把电流表改装成电压表的方法。

2．实验原理

电流表G（表头），由欧姆定律满偏电压Ug=IgRg，如图所示。

电流表的满偏电流Ig满偏电压Ug一般都很小，测量较大电压时，要串联一个电阻， UAB=I（Rg+R），即UAB∝I，（至于电表刻度盘，只需要把原来的电流表刻度盘的每一刻度数值扩大为原来的（Rg+R）倍，即得到改装后电压表的表盘。）

3．实验器材

电流表、电阻箱、电源、电键2个，滑动变阻器两个（总阻值一个很大或换做电位器，另一个很小），标准电压表，开关导线。

4．实验步骤

⑴用半偏法测电阻

①按图方式连结电路②先将变阻器R1触头位置移至最右端，使其连入电路的电阻最大，然后闭合电键S1断开S2，移动触头位置，使电流表指针指在满偏刻度处，再闭合S2，改变电阻箱R2阻值，使电流表指针在21Ig刻度处，记下此时电阻箱的阻值R/，则Rg =R/。

⑵改装电流表为电压表

①计算分压电阻R的值：将量程U量，满偏电流Ig，电流表内阻Rg代入Ug=Ig（Rg+R）即可求出电阻R的值。②将分压电阻R与电流表串联，引出二个接线柱，并将电流表刻度盘改为电压表刻度盘。

⑶校对电压表

①按图所示电路连接。②先将触头移动到最左端，然后闭合电键，移动触头位置，使改装后电压表的示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次记下改装的电压表和标准电压表示数，并计算中心满刻度时的百分数误差=%100准准量UUU。

5．注意事项

⑴半偏法测电流表电阻时，应选择阻值R远大于电流表内阻的变阻器。

⑵闭合电键前应检查变阻器触头位置是否正确。

⑶校对改装后电压表时，应采用分压式电路，且变阻器阻值应较小。

6．误差分析

利用半偏法测电阻Rg时，由于闭合电键S2后，电路的总阻减小，使干路电流大于电流表的满偏电流Ig，故当电流表半偏时，流过电阻箱的电流大于21Ig，此时，电阻箱阻值小于Rg，故Rg测

【精品】2020-2021初中电学同步专题点拨与强化：

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Rg：小量程电流表G的电阻；

②满偏电流Ig：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Ug：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Ig、内阻Rg、满偏电压Ug满足关系：Ug=IgRg

注意：灵敏电流计的满偏电流Ig、满偏电压Ug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Ug、内阻为Rg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Ig、内阻为Rg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 ()ggUIRR

ggURRI ()'gggIRIIR

'gggIRRII

电表的总内阻 VgRRR ''gAgRRRRR 【精品】2020-2021初中电学同步专题点拨与强化：

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Rg即可。

2.无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg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。