電壓表有一個電流表,內阻(設為Rg)為10歐姆,全偏置電流(通過儀表的最大電流,設為Ig)為30mA。 如果將此表直接用作電壓表,則最大測量電壓只能為Ug=Rg×Ig=0.3伏。 標度方法是將滿偏置電流30mA標度線標記為0.3伏,然后將0--0.3伏分成30等份。 每個等份代表 0.01 伏。 這是一個電壓表,量程為0--0.3伏。
實際測量的電壓值基本大于0.3伏。 例如,實驗室的學生電壓表有3伏和15伏雙量程。 這時我們就可以利用分壓原理來擴大電壓表的量程。 中學時,分壓基本上是通過串聯一個電阻來解決的。 例如,如果將其改裝成最大可測量3伏電壓的電壓表,則上述小量程電流表必須串接一個電阻R。該電阻將電壓除以2.7伏R。計算方法采用歐姆定律或分壓原理。 由于串聯電路中的電流各處相等,因此 R. =2.7 伏/0.03 安培=90 歐姆。 同理,如果將其改裝成最大可測量15伏電壓的電壓表,則上述小量程電流表必須串接一個電阻R',使這個電阻將14.7伏的電壓分壓出來。伏特,可以計算出R'=490歐姆。
如果要將其轉換為雙量程電壓表,一條刻度線應代表兩個刻度值。 此時大范圍是小范圍的5倍。 應在3伏量程的基礎上串聯一個電阻R'',使該電阻將電壓分壓12伏,則電阻R''=12伏/0.03安=400歐姆。 整個電壓表的內阻為400+90+10=500歐姆。
將滿偏置電流30mA刻度線標記為15伏,并將0--15伏分成30等份,每個等份代表0.5伏。 這是一個量程為0--15伏的電壓表。 當然,你也可以將滿偏置電流30mA刻度線標記為3伏,并將0--3伏分成30等分,每個等分代表0.1伏,這是一個量程為0--3伏的電壓表。 顯然,同一條刻度線代表的兩個刻度值有5倍相關。
初高中電壓表相關應用知識。
一、為什么電壓表串聯在電路中,電流表沒有指示,小燈泡不亮,電壓表的讀數約等于電源的電壓。
初中測量小燈泡電阻的物理實驗中,實驗電壓通常是兩節電壓為3伏的干電池。 如果滑動變阻器處于最小位置,忽略燈泡的電阻,上面的電壓表,接在15伏的大量程上,內阻為500歐姆。 我們來計算一下電路中的電流值:3伏/500歐=0.006安電壓表的使用,小于實驗室中電流表的最小分度值為0.02安,這意味著電流表的指針基本不動(表明)。 這么小的電流,小燈泡是不可能發光的。
為什么電壓表讀數大約等于電源電壓? 最好用分壓原理來解釋。 如果滑動變阻器處于最大值50歐姆,無論是否忽略燈泡的電阻,結果都會相似。 假設小燈泡的電阻為10歐姆電壓表的使用,則3伏的電源電壓為500歐姆。 歐姆電壓表和 60 歐姆(50 歐姆 + 10 歐姆)電阻器對電壓進行分壓。 電壓表與電阻的分壓比為500:60=50:6=25:3,即電壓表分壓后的電壓值等于2.7伏。 ,約等于電源電壓值。
其次,在高中物理中,可以使用串聯到電路的電壓表來測量高值電阻。 此時,電壓表就被視為可以讀取電壓值的電器。 舉個例子。
在進行某些電氣測量時,電壓表被視為一個大電阻,可以顯示兩端的電壓。 將其與待測阻值較大的電阻RX串聯連接到電路中。 根據電壓表的指示,即可測量該值。 Rx 的電阻。 上圖電路中,電壓表內阻Rv=20kΩ,量程為150V,最小分度值為5V,此時電源電壓U=110V,此時電壓表指示為50伏。 求出待測電阻RX的阻值。 如果RX換成20Ω左右的小電阻,用這種方法能準確測量其阻值嗎? 該過程省略。
三、了解伏安法測量電阻的內法和外法。 舉個例子。
上圖A是常用的“伏安法電阻測量”實驗電路的一部分。 屬于外接法,主要用于測量電壓表內阻遠大于被測電阻Rx阻值的電路。 由于通過電壓表的電流很小,可以忽略不計,因此根據電壓表和電流表值計算出的Rx電阻大約等于Rx的實際電阻。 如果流經電壓表的電流不可忽略,假設電壓表的阻值為R0,則圖A所示電路可等效為圖B。假設此時電壓表讀數為U,電流表讀數為I,則計算Rx的實際電阻值。