有关电流表和电压表的改装

有关电流表和电压表的改装

二。知识要点:

（一)电流表和电压表的改装

1。电流表以及其参数

（1）我们通常所说的电流表是指灵敏电流计，由于其量程太小,一般情况下不能直接测量电流，而是用于检测有无电流和电流的方向，或作为改装量程较大的电流表和电压表的表头使用.

(2）主要参数:电流表的内阻；指针偏转到最大刻度时的电流叫作满偏电流，又叫做电流表的量程;指针偏转到最大刻度时，电流表两端的电压叫做满偏电压。由欧姆定律可得.

2. 电压表的改装

（1）电压表的改装原理

将电流表的示数根据欧姆定律转化为电压值，可以直接测量电压,由于量程太小，无法直接测量较大的电压，如果给小量程的电流表串联一个分压电阻,就可以测量较大的电压，因此电流表串联

一个分压电阻后就成为电压表.

图1

（2）分压电阻的计算

根据串联电路的分压原理有:

解得分压电阻：

若表示量程的扩大倍数(即）

则

3。电流表改装

（1）电流表的改装原理

小量程的电流表测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻，就可以测量较大的电流,即扩大了电流表的量程.

（2）分流电阻的计算

根据并联分流的原理有：

解得应并联的分流电阻:

若用表示量程的扩大倍数(即)

则

改装成的电流表的内阻为

可见电流表的内阻很小，对于理想的电流表，其内阻可以忽略不计,串联在电路中可以看作短路。［例1］将量程为3。0V，内阻为的电压表改装成量程为30V的电压表，应联的电阻. 分析与解答：原来的电压表，内阻为，改装后的量程为30V.需串联的电阻R，扩大倍数，所以

.

[例2] 一个电流表的内阻为，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度，现将其量程扩大为100A，需要联一个的电阻,此时刻度盘的每个刻度表示A，新的电流表的内阻为。

分析与解答：电流表的量程扩大，需并联一个分流电阻,原来电流表的最大量程为10A，刻度数为

，改装后的量程为100A，根据欧姆定律得：

并联电路的阻值:

新电流表的内阻：

新电流表的每个刻度值表示：

（二）电表的非常规接法

电表的常规接法是：电流表串联接入电路中，电压表并联接入电路中,如果没有特别声明，可把电表理想化，即认为电流表的内阻，电压表的内阻;电表的接入和取出对电路不产生影响。

实际使用中，电流表内阻很小但不为零，电压表内阻很大但不为无穷大，这就是非理想电表.非理想电表对电路的影响不能忽略.实验时，在特定条件下电表可以采用非常规接法,即电流表并联在用电器两端,电压表串联在电路中,老师将结合典型试题，对电表的非常规接法作一分析探讨。

1。电压表的串联接法

(1）要求测量电压表的内阻时，可以把电压表当做定值电阻串联在电路中，此时电压表的示数就是它

两端的实际电压，若用电流表与它串联、由电流表上读出电流示数。用便可计算出电压表的内阻，此接法避免了“伏安法测电阻"的实验中，由于电压表、电流表的接入导致测量值与真实值不符而产生

的误差.

[例1] 某电压表的内阻在～之间，现要较精确测量其内阻，实验室提供下列可选用的

器材：

A。待测电压表V(量程3V）

B. 电流表A1（量程）

C. 电流表（量程）

D。电流表（量程0。6A）

E。滑动变阻器R(最大阻值）

F。电源E（电动势4V)

G. 开关S,导线若干

（1)所提供的电流表中，应选用（填写字母代号）

(2）为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的实验电路图。

分析与解答:

(1)要测量电压表的内阻,它两端的电压可由电压表的示数读出，流过电压表的电流要用电流表与它串

联才能测出，因为电压表量程为3V，内阻，所以流过电压表的最大电流为：

则电流表应选择A1。

（2)因为滑动变阻器电阻比电压表内阻小得多，且要求尽量减小误差，需要测量多组数据，所以采用

分压电路，电路如图1所示。

图1

若待测电阻为高值电阻,由于流过高值电阻的电流太小不便用电流表测量时，可用一已知内阻的电压

表,采用非常规接法可以测出高值电阻值。

[例2］一只电压表，量程已知,内阻为，另有一电源（电动势未知，但不超过电压表的量程，内阻可忽略不计）。请用这只电压表、电源、1个开关和若干导线设计测量某一高值电阻的实验方法。（已知的

值与相差不大。）

分析与解答：由于电源内阻不计，直接用电压表接到电源正、负极上,电压表读数就是电源的电动势，即;用电压表与串联，如图2所示，此时电压表读数为,所以两端电压为，则

解之得

2. 电流表的并联接法

当电路两端电压很小，把电流表并联在电路上时，流过电流表的电流小于电流表的量程，这种非常

规接法是可行的.

［例3］从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。

器材(代号）规格

电流表(）

量程,内阻待测（约）

电流表（）

量程,内阻

电压表(）

量程，内阻

电阻(）

阻值约，作保护电阻用

滑动变阻器（R2）

总阻值约

电池（E)

电动势，内阻很小

开关(S）

导线若干

（1)画出电路图，标明所用器材的代号；

（2）若选测量数据中的一组来计算,则所用的表达式为,式中各符号的意义是 .

分析与解答：