指導
語言
本課題詳細介紹了表頭的特點、儀表修改的方法以及修改后表頭與儀表讀數、偏差的關系。基礎電工實驗模式過于固定,需要靈活考核,所以一般都會涉及到儀表的修改。儀表的修改是電工實驗的基礎內容,也是高考的重要組成部分。
一
標頭
表頭的本質是一個小型磁電式電流表,指針偏轉的角度θ與電流強度成正比,因此表頭的表盤刻度是均勻分布的。
電流表G的電阻Rg稱為電流表的內阻。指針偏轉到最大刻度時的電流Ig稱為滿量程電流。電流表G通過滿量程電流時,其兩端產生的電壓Ug稱為滿量程電壓。三者遵守歐姆定律Ug=IgRg
(1)表G為小量程電流表,流過R的電流即為表G的讀數I,因此可直接用來測量電流。
(2)若內阻Rg已知,則表頭兩端的電壓U=IRg,因此表頭G實際上可以看作是一個小量程電壓表,可以用來測量電壓。
其實,不只是表頭如此,電流表、電壓表也都有這個特性,如果知道內阻,電流表可以當做電壓表使用,電壓表可以當做電流表使用。
【注意】
此時,電阻R兩端的電壓是根據歐姆定律計算出來的,而不是直接從儀表G的刻度盤上讀出的;如果需要直接從刻度盤上讀出電壓U,我們只需要修改刻度盤(改變數字和單位)即可
【例】設電流表滿偏電流Ig=3mA,內阻Rg=100Ω,滿偏電壓Ug=0.3V,則
用作電流表時的表盤如圖所示
用作電壓表時的表盤如圖所示
二
具體修改方法
表G的滿偏電壓Ug和滿偏電流Ig一般較小,無論用來測電流還是電壓電流表改裝成電壓表,一般不能直接測量,需先擴大量程,即改造一下。
當測量較大電壓時,應串聯一個大電阻,對電壓進行分壓,變成大量程電壓表;當測量較大電流時,應并聯一個小電阻,對電流進行分流,變成大量程電流表。
三
指示和偏角
電流表(電壓表)的讀數取決于表頭G和電阻器R的總電流(總電壓)。
電流表(電壓表)的偏轉角取決于流過表頭G的電流(偏轉角θ與電流強度成正比)
【例】將四塊相同的小量程電流表G(表頭)改裝成兩只電流表A1、A2和兩只電壓表V1、V2。已知電流表A1的量程大于A2的量程,電壓表V1的量程大于V2的量程。改裝后,按圖示接法接入電路電流表改裝成電壓表,比較各接法下的表頭讀數和偏轉角θ。
分析:
電流表A1的量程大于A2的量程,所以R1
電壓表V1的量程大于V2的量程,所以R1>R2。
實踐
1、某電流表的滿載偏置電流為Ig=1mA,內阻為200Ω,下列說法正確的是?
A、若要將其轉換成量程為0.5A的電流表,應在電流表上串聯一個約0.4Ω的電阻。
B、若要將其轉換成量程為0.5A的電流表,應在電流表上并聯一個約0.4Ω的電阻。
C.要將其轉換為3V范圍的電壓表,應在電流表上串聯一個2000Ω電阻。
D.要將其轉換為3V電壓表,應在電流表上并聯一個2000Ω電阻。
2、(多選) 如下圖所示,電路A、B均由靈敏電流表G和可變電阻器R組成,已知靈敏電流表的滿載偏置電流Ig為2mA,內阻Rg為300Ω,下列哪項表述是正確的?
A.儀表A為電流表,當R增大時,量程增大。
B.表B為電壓表,當R增大時,其量程增大。
C.在圖A中,如果修改后的電流表的量程為0.6A,則R=0.5Ω
D.在圖B中,如果修改后的電壓表的量程為3V,則R=1200Ω
3、如下圖所示,某同學將靈敏儀表G改裝成雙量程電流表、電壓表,儀表G的額定電流為250μA,內阻為480Ω。
(1)當兩端AB、AC均使用時,取數值較大的電流量程(填“兩端AB”或“兩端AC”);
(2)設接在交流電兩端時的量程為1mA,則R1+R2=Ω,對應電流表的內阻為Ω;
(3)若接AD時電壓表量程為5V,則R3 = Ω。
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參考答案
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