大物实验报告指导——电表改装 设计性实验

电学基础

【实验目的】

（1）学会看电路图和连接简单的电路。

（2）掌握电学常用仪表的使用方法和仪表误差限∆仪的计算方法。

（3）掌握电流表电压表的扩程改装。

（4）学习万用电表的使用方法及电路故障的判断和排除方法。

（5）学会用作图法处理数据。

【实验原理】

电表的扩程和校准

假定我们仅有一个测量量程很小的电表或表头，而我们要测的电流或电压大于我们拥有电表的量程，最简单可行的方法是在我们所拥有电表的基础上加以扩程，把它改装成所需量程的电流表或电压表。下面分别简述电流表和电压表扩大量程的方法。

1）电流表扩大量程的方法

电流表扩大量程的方法如图3.4.7所示，使超过量程的

电流部分从分流电阻R p 流过即可。并联不同电阻值R p ，即

得到不同量程的扩程电流表。

分流电阻R p 的计算：

该被扩程电流表满度电流为I r ，内阻为R g ，需要扩大到

量程I ，I /I g ＝n ，n 为扩大的倍数，由g g g p ()I R I I R =-可得

g

p 1R R n =-

（3.4.9）

上式表明，如果知道了被扩程电流表或表头的内阻和所需扩大的倍数，即可求得分流电阻的阻值R p ，并完成电流表的扩程。

2）电压表扩大量程的方法

如图3.4.8所示，电压表扩大量程的方法是在被扩程表（或表头）前串联一分压电阻R s ，使超过扩程表量程

的那部分电压压降在分压电阻R s 上。串联不同阻值的R s ，可以得到不同量程的扩程电压表，R s 为分压电阻。 分压电阻R s 的计算：

该被扩程表满量程电流为I g ，内阻为R g ，若需改装成量程为V 的电压表，则

g g s ()I R R V +=

（3.4.10）

s g g V R R I =-

（3.4.11）

可见，欲将量程g g g V I R =的电压表扩大成量程为V 的电压表，

只需给被扩程表串联阻值

图 3.4.7 R s V s V g mV I g

图3.4.8

为g g V R I ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭

的分压电阻即可。 在电表的扩程过程中，被扩程表的满程电流I g 和内阻R g 的准确度直接影响扩程表的准确度，对这两个参量（I g 、R g ）的测量必须准确度很高。

3）扩程表的校准

扩程后的电表必须经过校准才能使用。所谓校准，是用改装表与标准表同时去测一定的电流或电压，进行比较，校准表一般选用级别较高的同类表，并绘制校表曲线（即∆V -V ）曲线。

4）实验步骤

（1）把实验室所给多量程电表（电流表或电压表）之一的最低量程用扩程法扩大至最大量程。

（2）用扩程表和该表的原有最大量程（用作标准表）去测同等间距变化的电压，作出校准曲线∆V -V 曲线。