电压表有一个电流表,内阻(设为Rg)为10欧姆,全偏置电流(通过仪表的最大电流,设为Ig)为30mA。 如果将此表直接用作电压表,则最大测量电压只能为Ug=Rg×Ig=0.3伏。 标度方法是将满偏置电流30mA标度线标记为0.3伏,然后将0--0.3伏分成30等份。 每个等份代表 0.01 伏。 这是一个电压表,量程为0--0.3伏。
实际测量的电压值基本大于0.3伏。 例如,实验室的学生电压表有3伏和15伏双量程。 这时我们就可以利用分压原理来扩大电压表的量程。 中学时,分压基本上是通过串联一个电阻来解决的。 例如,如果将其改装成最大可测量3伏电压的电压表,则上述小量程电流表必须串接一个电阻R。该电阻将电压除以2.7伏R。计算方法采用欧姆定律或分压原理。 由于串联电路中的电流各处相等,因此 R. =2.7 伏/0.03 安培=90 欧姆。 同理,如果将其改装成最大可测量15伏电压的电压表,则上述小量程电流表必须串接一个电阻R',使这个电阻将14.7伏的电压分压出来。伏特,可以计算出R'=490欧姆。
如果要将其转换为双量程电压表,一条刻度线应代表两个刻度值。 此时大范围是小范围的5倍。 应在3伏量程的基础上串联一个电阻R'',使该电阻将电压分压12伏,则电阻R''=12伏/0.03安=400欧姆。 整个电压表的内阻为400+90+10=500欧姆。
将满偏置电流30mA刻度线标记为15伏,并将0--15伏分成30等份,每个等份代表0.5伏。 这是一个量程为0--15伏的电压表。 当然,你也可以将满偏置电流30mA刻度线标记为3伏,并将0--3伏分成30等分,每个等分代表0.1伏,这是一个量程为0--3伏的电压表。 显然,同一条刻度线代表的两个刻度值有5倍相关。
初高中电压表相关应用知识。
一、为什么电压表串联在电路中,电流表没有指示,小灯泡不亮,电压表的读数约等于电源的电压。
初中测量小灯泡电阻的物理实验中,实验电压通常是两节电压为3伏的干电池。 如果滑动变阻器处于最小位置,忽略灯泡的电阻,上面的电压表,接在15伏的大量程上,内阻为500欧姆。 我们来计算一下电路中的电流值:3伏/500欧=0.006安电压表的使用,小于实验室中电流表的最小分度值为0.02安,这意味着电流表的指针基本不动(表明)。 这么小的电流,小灯泡是不可能发光的。
为什么电压表读数大约等于电源电压? 最好用分压原理来解释。 如果滑动变阻器处于最大值50欧姆,无论是否忽略灯泡的电阻,结果都会相似。 假设小灯泡的电阻为10欧姆电压表的使用,则3伏的电源电压为500欧姆。 欧姆电压表和 60 欧姆(50 欧姆 + 10 欧姆)电阻器对电压进行分压。 电压表与电阻的分压比为500:60=50:6=25:3,即电压表分压后的电压值等于2.7伏。 ,约等于电源电压值。
其次,在高中物理中,可以使用串联到电路的电压表来测量高值电阻。 此时,电压表就被视为可以读取电压值的电器。 举个例子。
在进行某些电气测量时,电压表被视为一个大电阻,可以显示两端的电压。 将其与待测阻值较大的电阻RX串联连接到电路中。 根据电压表的指示,即可测量该值。 Rx 的电阻。 上图电路中,电压表内阻Rv=20kΩ,量程为150V,最小分度值为5V,此时电源电压U=110V,此时电压表指示为50伏。 求出待测电阻RX的阻值。 如果RX换成20Ω左右的小电阻,用这种方法能准确测量其阻值吗? 该过程省略。
三、了解伏安法测量电阻的内法和外法。 举个例子。
上图A是常用的“伏安法电阻测量”实验电路的一部分。 属于外接法,主要用于测量电压表内阻远大于被测电阻Rx阻值的电路。 由于通过电压表的电流很小,可以忽略不计,因此根据电压表和电流表值计算出的Rx电阻大约等于Rx的实际电阻。 如果流经电压表的电流不可忽略,假设电压表的阻值为R0,则图A所示电路可等效为图B。假设此时电压表读数为U,电流表读数为I,则计算Rx的实际电阻值。