电表的改装

电表的改装一、电流计G的原理和主要参数电流表G是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用产生偏转的原理制成的，且指针偏角θ与电流强度I成正比，即θ＝kI，故表的刻度是均匀的。电流表的主要参数有：表头内阻Rg：即电流表线圈的电阻满偏电流Ig：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故Ug＝Ig•Rg二、电流表改装成电压表改装的目的是：测量更大的电压方法：若量程扩大n倍，则应给电流表串联一个电阻。故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大，电压表的内阻越大。三、电流表改装成电流表改装的目的是:测量更大的电流故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小，电流表的内阻越小。说明：改装后的电表中通过电流计G的最大电流Imax与两端的最高电压Umax变为多少？改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流Ig和满偏电压Ug，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。例题1：一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为Ig=50μA，表头电阻Rg=1kΩ，1）若改装成量程为Im=1mA的电流表，应如何改装？2）若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表，应如何改装？例2：一伏特计由电流表G与电阻R串联而成，如图所示。若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进？（D）A、在R上串联一比R小得多的电阻；B、在R上串联一比R大得多的电阻；C、在R上并联一比R小得多的电阻；D、在R上并联一比R大得多的电阻；解：电流表的电流偏小，即内电阻过大，应并联一个电阻，只是稍小，故应只将内阻稍改就行，故gUnU(1)RgggURRnRUgInI1gggRIRRRIn并一个大电阻。例3：如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，则安培表A1的读数大于安培表A2的读数；安培表A1的偏转角等于安培表A2的偏转角；伏特表V1的读数大于伏特表V2的读数；伏特表V1的偏转角等于伏特表V2的偏转角；（填“大于”，“小于”或“等于”）四、改装电压表的校对电路图如图示V为标准电压表，R为滑动变阻器（分压器接法），虚线框中为改装电压表。改变变阻器R的滑片位置，使V的示数分别为0.5V、1.0V、1.5V、2.0V……核对改装电压表的示数是否正确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。例如：改装的电压表满刻度3V时，标准电压表V的读数为3.1V，则百分误差例4：一多量程电压表内部电路如图所示.其中电流计G的内阻Rg=15Ω，满偏电流Ig=1mA，则R1=，R2=.答案：2985Ω1.2×104Ω点评：多量程电压表，分析时首先要分析小量程挡，而大量程挡可看作是在小量程挡的基础上进行改装的，改装方法相同.例5：（15分）现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为A50，内阻约为800～850，把它改装成mA1、mA10的两量程电流表。可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20；滑动变阻器2R，最大阻值k100电阻箱R，最大阻值9999定值电阻0R，阻值k1；电池E1，电动势1.5V；电池2E，电动势V0.3；电池3E，电动势V5.4；（所有电池内阻均不计）标准电流表A，满偏电流mA5.1；单刀单掷开关1S和2S，单刀双掷开关3S，电阻丝及导线若干。3.13.0100%3.2%3.1111132214221()3(15)2985110()1.210ggggggggUIRRURRIUIRRRURRRIEKAmVR′（1）采用如图1所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为；选用的电池为。（2）将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路，示于图2和图3。图为合理电路，另一电路不合理的理由是。.GRaRb10mAS3..1mAG...S310mARcRd1mA图2图3（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用A来表示。（1）①2R（或最大阻值k100）②3E（或电动势4.5V）（2）①2②图3电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏（3）例6：实验室内有一电压表〇mV，量程为150mV，内阻约为150Ω。现要将其改装成量程为10mA的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：干电池E(电动势为1.5V)，电阻箱R，滑线变阻器R′，电流表〇A(有1.5mA，15mA与150mA三个量程)及开关K。(a)对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用图示的电路测量电压表的内阻。在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中电流表〇A应选用的量程是。若合上K，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150V，电流表〇A的读数为1.05mA，则电压表的内阻RmV为。(取三位有效数字)(b)在对改装成的电流表进行校准时，把〇A作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图(滑线变阻器作限流使用)，图中各元件要用题中给出符号或字母标注。图中电阻箱的取值是(取三位有效数字)，电流表〇A应选用的量程是。（a）1.5mA，143Ω；（b）如图所示16.8Ω15mA图1例7：现有一只内阻为Rg=25Ω，量程为Ig=3.0mA的电流表。⑴若要把它改装为量程为0.6A和3A的双量程电流表，所需的并联电阻阻值分别是多少？⑵现在只有两只定值电阻R1=0.025Ω和R2=0.10Ω，试用它们完成改造。改装电路图已画好，请标出接线柱上的标志（共用的+接线柱、0.6A和3A）。解：⑴改装为0.6A量程时，需并联Rg/199=0.126Ω电阻；改装为3A量程时，需并联Rg/999=0.025Ω电阻。⑵从左向右，依次是+、3A、0.6A。此实验分三大步骤：⑴用半偏法测定电流表头的内阻Rg。⑵根据扩大量程的需要调节跟电流表头串联电阻箱的阻值，把电流表改装成电压表，并改写表盘刻度。⑶将改装的电压表跟标准电压表进行校对，分析误差原因，并进行校准。例．把电流表改装为电压表的实验中给出的器材有：①电流表（量程0-300μA）②标准伏特表（量程0-3V）③电阻箱（0-9999Ω）④电位器（0-100kΩ）⑤电源（电动势2V）⑥电源（电动势6V）⑦滑动变阻器（0-50Ω，额定电流1.5A）⑧电键两只，导线若干。⑴用半偏法测定电流表的内阻。采用右图电路测定电流表G的内阻。要想得到较高的精确度，从以上给出的器材中，可变电阻R1应选用，可变电阻R2应选用，电源E应选用。实验操作的步骤有：A．合上K1B．合上K2C．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大D．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半F．记下R2的阻值。把以上步骤的字母代号按合理顺序填写在下面横线上空白处：①；②；③；④；⑤；⑥。如果在步骤F中所得的R2的阻值为600Ω，则中被测电流表G的内阻Rg的测量值为Ω。⑵如果要将图中的电流表G改装为量程为0-3V的伏特表，方法是给电流表联一只电阻箱，并把电阻箱阻值调节为Ω。⑶下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求从0-3V每0.5V刻度进行一次校对）；然后在图中画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。⑷本实验第⑴步的系统误差总是使测得的Rg比真实值偏。由此引起的结果是在校对中，发现改装电压表的示数总是比标准电压表的示数偏。调整的方法是：将电阻箱的阻值适当。解：⑴④，③，⑥。C；A；D；B；E；F。600Ω。⑵串，9400Ω。⑶两只电压表并联，滑动变阻器接成分压电路。⑷小。小。减小。GR2R1K2K1EμAV