如何把电流表改装成电压表与电流表

电压表与电流表的改装（学案）

学习目标

1知道将小量程的电流计改装成大量程的电流表和电压表的原理。

2能够利用串并联电路相关知识对改装电路进行相关的计算。

学习内容

一、电流计（又称小量程电流表）

1、内部结构：永久性磁铁，矩形线圈（附有指针），游丝（阻碍指针偏转，偏转越大，其阻碍越大）

2、工作原理：通电线圈在磁场中受力偏转，当线圈受的力与游丝阻力相等时，指针不动，便于读数。因为θ∝I，所以电流计的刻度是均匀的。

3、重要参数（例如某表头内阻Rg=120Ω，满偏电流Ig=3mA，满偏电压U g＝0.36V）。

⑴满偏电流I g：允许通过的最大电流，此时指针偏满。

⑵内阻R g：就是线圈的电阻（电流计的电阻）。

⑶满偏电压U g：加载在电流计两端的最大电压。

三者的关系：U g=I g·R g（灵敏电流计的U g、I g一般都很小，在100μA左右）

4、⑴该表头如何测电流、测电流时的量程是多少？

⑵该表头能否用在电路中测量电压、测量电压时的量程多少、表盘如何修改？

答：⑴串联在电路中，量程仅3mA。

⑵可以，并联在电路中，量程仅0.36V ，将电流值换成相应的电压值就可以了。

二、利用串并联电路知识计算下列两题。

引题1：图中，已知R

=10欧，R=990欧。求：

g

①当U=0．5伏时，I= 0.5 mA，此R g上分担的电压是5 mV.

②当U=1伏时，I= 1 mA，此R g上分担的电压是10 mV.

③当U=2伏时，I= 2 mA，此R g上分担的电压是20mV.

④如果电路中允许的最大电流是3mA，则R g分担的电压是多少毫伏？整个电路能承受的最大电压是多少伏？

答：30mV 3V

讨论：

①如果把R g换成一只电流计（重要参数R g=10欧，Ig=3mA ，Ug=30毫伏），能否用上图装置去反映

加在AB两端的电压是多少？

②此时原电流计的刻度如何修改？

③根椐题中的条件，此电压表的量程是多少？

④由此可知，将电流计改装成电压表的原理是什么？

⑤如果将某电流计的电压量程扩大n倍，则应串联的分压电阻是多大？

引题2：图中，已知R

=31欧，R=0．25欧。求：

g

①当I=０．25A时，通过R和R g上的电流分别是2mA，248mA.

②当I=０．50A时，通过R和R g上的电流分别是 4 mA，596mA.

③当I=０．75A时，通过R和R g上的电流分别是 6 mA，744mA.

④如果R g上允许通过的最大电流是8mA，则流进整个并联电路的总

电流是多少？

答：1A

讨论：

①如果把R g 换成一只电流计（重要参数R g =31欧，Ig=8mA ，Ug=0．248伏），能否用上图装置去反

映流进并联电路的总电流是多少？

②此时原电流计的刻度如何修改？

③根椐题中的条件，此电流表的量程是多少？

④由此可知，将电流计改装成电流表的原理是什么？

三、电压表与电流表的改装

1．如何将电流计改装成电压表？

①原理：利用串联电阻的分压作用而扩大灵敏电流计对电压U 的测量范围。

②电路图：

总内阻与量程的关系：

设量程为U ，对应的总内阻（后面简称内阻）为Rv ，由U ＝IgRv 得量程与内阻成正比。

③相关公式：分压R =g g

m R I U -；V R =分压R R g +；()g g m R R I U +=分压 ④改装后的电压表的量程越大，则分压R 越大，其分担的电压越多。

⑤若电压表的量程扩大倍数为n ，则：g

m U U n =；()g R n R 1-=分压；g V nR R = 例1：一只电流计，内阻100欧，满偏电流3毫安。如何改成量程为6伏的电压表？

解析： 由()1R R I U g g +=知

改装成6V 量程时有：()11001000

36R += 所以R 1=1900欧姆

2．如何将电流计改装成大电流表？

①原理：利用并联电阻的分流作用扩大灵敏电流计对电流I 的测量范围。

②电路图：

③相关公式：g m g g I I R I R -=分流；g g A R R R R R +∙=分流分流；分流R R I I I g g g m +=

④改装后的电流表的量程越大，分流R 越小，其分去的电流越多。

⑤若电流表量程扩大为n 倍，则：g

m I I n =；1-=n R R g 分流；n R R g A =

例2：一只电流计，内阻100欧，满偏电流3毫安。如何改成量程为3安的电流表？

解析： 由()R I I R I g g g -=知

改装成3A 量程时有：110003310010003R ⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=⨯ 所以R 1=0.10欧姆

（四）总结：

1．应根据电路的参数，恰当选取电压表，电流表的量程。

2．改装后，表盘刻度相应变化，但灵敏电流计的参数（R g 、I g 、Ug ）并没有改变。

3．理想电流表的内阻为零，理想电压表的内阻为无穷大，电流表应与所测的电器串联，但不能与电源直接相连，电压表应与所测的电器并联。

4 对于非理想的电流表、电压表，要考虑它们的影响时，把它们当作普通的电阻，只是其读数反映了流过电流表的电流强度或电压表两端的电压。即电流表既测自己的电流，也测了与自己相串的部分电流。电压表既测自己的电压，也测了与自己相并联部分的电压。

（五）习题：