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本课题详细介绍了表头的特点、仪表修改的方法以及修改后表头与仪表读数、偏差的关系。基础电工实验模式过于固定,需要灵活考核,所以一般都会涉及到仪表的修改。仪表的修改是电工实验的基础内容,也是高考的重要组成部分。
一
标头
表头的本质是一个小型磁电式电流表,指针偏转的角度θ与电流强度成正比,因此表头的表盘刻度是均匀分布的。
电流表G的电阻Rg称为电流表的内阻。指针偏转到最大刻度时的电流Ig称为满量程电流。电流表G通过满量程电流时,其两端产生的电压Ug称为满量程电压。三者遵守欧姆定律Ug=IgRg
(1)表G为小量程电流表,流过R的电流即为表G的读数I,因此可直接用来测量电流。
(2)若内阻Rg已知,则表头两端的电压U=IRg,因此表头G实际上可以看作是一个小量程电压表,可以用来测量电压。
其实,不只是表头如此,电流表、电压表也都有这个特性,如果知道内阻,电流表可以当做电压表使用,电压表可以当做电流表使用。
【注意】
此时,电阻R两端的电压是根据欧姆定律计算出来的,而不是直接从仪表G的刻度盘上读出的;如果需要直接从刻度盘上读出电压U,我们只需要修改刻度盘(改变数字和单位)即可
【例】设电流表满偏电流Ig=3mA,内阻Rg=100Ω,满偏电压Ug=0.3V,则
用作电流表时的表盘如图所示
用作电压表时的表盘如图所示
二
具体修改方法
表G的满偏电压Ug和满偏电流Ig一般较小,无论用来测电流还是电压电流表改装成电压表,一般不能直接测量,需先扩大量程,即改造一下。
当测量较大电压时,应串联一个大电阻,对电压进行分压,变成大量程电压表;当测量较大电流时,应并联一个小电阻,对电流进行分流,变成大量程电流表。
三
指示和偏角
电流表(电压表)的读数取决于表头G和电阻器R的总电流(总电压)。
电流表(电压表)的偏转角取决于流过表头G的电流(偏转角θ与电流强度成正比)
【例】将四块相同的小量程电流表G(表头)改装成两只电流表A1、A2和两只电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程。改装后,按图示接法接入电路电流表改装成电压表,比较各接法下的表头读数和偏转角θ。
分析:
电流表A1的量程大于A2的量程,所以R1
电压表V1的量程大于V2的量程,所以R1>R2。
实践
1、某电流表的满载偏置电流为Ig=1mA,内阻为200Ω,下列说法正确的是?
A、若要将其转换成量程为0.5A的电流表,应在电流表上串联一个约0.4Ω的电阻。
B、若要将其转换成量程为0.5A的电流表,应在电流表上并联一个约0.4Ω的电阻。
C.要将其转换为3V范围的电压表,应在电流表上串联一个2000Ω电阻。
D.要将其转换为3V电压表,应在电流表上并联一个2000Ω电阻。
2、(多选) 如下图所示,电路A、B均由灵敏电流表G和可变电阻器R组成,已知灵敏电流表的满载偏置电流Ig为2mA,内阻Rg为300Ω,下列哪项表述是正确的?
A.仪表A为电流表,当R增大时,量程增大。
B.表B为电压表,当R增大时,其量程增大。
C.在图A中,如果修改后的电流表的量程为0.6A,则R=0.5Ω
D.在图B中,如果修改后的电压表的量程为3V,则R=1200Ω
3、如下图所示,某同学将灵敏仪表G改装成双量程电流表、电压表,仪表G的额定电流为250μA,内阻为480Ω。
(1)当两端AB、AC均使用时,取数值较大的电流量程(填“两端AB”或“两端AC”);
(2)设接在交流电两端时的量程为1mA,则R1+R2=Ω,对应电流表的内阻为Ω;
(3)若接AD时电压表量程为5V,则R3 = Ω。
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参考答案
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