“电表的改装与校准”实验的改进

“电表的改装与校准”实验的改进第4卷第3期2002年7月天津成人高等学校联合JournaIofTianiinAdultHiaherLearninNO.3Vl01.4Ju1.2002电表的改装与校准,实验的改进李瑞英(天津市和平区新华职工大学天津市300040)摘要:高等职业教育的实验教学应加强学生的动手能力,在电表的改装与校准实验中,经过改进可以解决如何在现有实验基础上增加实验内容的方法.关键词:扩大量程;表头内阻;箱式电桥;电表等级;标准表;改装表中图分类号:TM933.4文献标识码:B文章编号:l009-2498(2002)03-0105-02众所周知,实验是教学中必不町少的重要环节.良好的实验不仅可以巩固学生的理论知识,发现新问题,而且可以提高他们的动手能力及分析口J题,解决问题的能力.随着社会的发展,对既具备理论知识又具备实际操作能力的人才的需求也在不断地增加.因此,如何把学生培养成为适合社会需求的人才,就成为一个令人关注的焦点.高职学生多数是高中毕业,与成人学生相比,他们的理论知识水平相对比较整齐,但突出的弱点是实践经验缺乏,动手能力差,因此要将他们培养成适合社会需求的人才,在课程设置方面必须增强实践环节.以物理实验教学为例,由于成人学员中的绝大多数具备一定的工作经历,动手能力比较强,但基础知识相对薄弱,水平参差不齐.因而在成人教育中普遍重视基础知识和理论知识的讲解,而对实践,实验环节相对施力较小.如果将这样的做法照搬到高职班,显然有悖于因材施教的原则.为此我们对这种传统的做法加以改进,改进的方向很明确,就是要突出对学生动手能力的培养.要做到这一点,除了向学生介绍书本所涉及到的实验方法外,还可以向他们介绍一些以现有知识水平为基础的,技巧性的实验方法,从厂,lI而收到温故知新,举一反三的效果.一,在电表的改装与校准实验中,直观地表示扩程电阻的阻值电表的改装与校准实验,是个实用性较强的电学实验,在这个实验中重点是让学生掌握如何扩大电流表量程;怎样将电流表改装成为电压表及电表改装后怎样进行校准等技能.以往在这个实验中,因为用于扩程的电阻阻值很小,所以通常采用小滑线代替己知电阻充当扩程电阻的角色,(如图1所示).该实验理论阻值的表示就不够直观.在这种情况下,可以引导学员先计算出所需扩程电阻的阻值,在此基础上用箱式电桥测出小滑线的电阻,并将其滑动头固定在与理论值相符的位置上再进行校准.这样做不仅将学生所计算的理论值能够直观地显示出图一来,从而加深对理论知识的理解,达到掌握的目的,还可以使学员对箱式电桥的使用方法有一个较初步的了解.二,在电表的改装与校准实验中,如何测量被改装电表的表头内阻在这个实验中还可以让学生测量被改装电表的表头内阻.要进行电表的改装首先应该了解表头的两个参数,一是被改装表的量程;二是它的表头内阻Rg,也就是电表内部可转动线圈上所绕的电阻丝的阻值.不同的电表,其表头内阻R也不相同.以往做该实验时,这两个数值是作为己知条件告知学生的,现在为了提高学生的动手能力,将被改装表的表头内阻R作为未知条件给学生列出,并告诉他们一种比较简单的测量方法,此法叫比较法,又称替换法.其电路如图2所示.在这个电路中当闭合Kt,K2下合至1位时,由于并联电压相等,所以IgRg=ItRt,总电流I=I1+Ie.图二上合至2位,用电阻箱R代替被测表头,调R使It保持不变,因为总电流不变且It不变,则流过电阻箱R的电流必为I,由I=I.R.可知,电阻箱R所指示数值即为被测表头内阻(图中r为固定电阻,为可调电阻,二者均起限流作用),采用这种方法测量电阻简便,准确且电路简单,学生容易理解和接受.收稿日期:200203-0l作者简介:李瑞英(1967一),女,天津市人,大本,天津市和平区新华职工大学实验中心实验师.?l05?三,在电表的改装与校准实验中,如何确定改装电表的等级.电表等级是表示电表系统误差大小的参数.它可以定义为:电表刻度各点上绝对误差的最大值与量程之比,称为该电表的最大相对引用误差,记为DmDm=(最大系统绝对误差+量程)100%百分号前边的数字即为电表的等级.电表等级的高低,直接反映了电表测量的准确性,其等级越高,测量的准确度就越高.通常电表按等级分为:0.5级,1级,1.5级,2级,2.5级等,其值越小,表明该电表系统误差越小,等级就越高.改装后的电表等级的计算方法如下:设改装后电表的量程为w;改装后电表最大可能绝对误差为w;改装后电表的最大相对引用误差为1);标准表的最大可能绝对误差为AW;标准表的最大相对引用误差为伽1b;实验中改装表(被校表)与标准表读数差的最大绝对值为AW则AWg=AWb+AWLDs=AWs+W100%从以上计算结果中可知:若1)=1),表明该改装表的等级与标准表相同:若1)1),表明该改装表的等级低于标准表.以改装后的电流表为例,其等级计算方法如下:采用数字式电流表作为标准表计算改装后电流表的等级.已知标准电流表的级别为0.5,即:mb=0.5%:标准电流表的量程Ib=100mA;标准电流表的最大系统绝对误差为It改装后的电流表量程I,-100mA;改装后的电流表的最大可能绝对误差为I;实验所得改装表与标准表读数差的最大绝对值I=0mA;.因为1)mb=最大系统绝对误差量程100%flp1)mb=Ib+I1O0%所以Ib=Ibx1)b=100x0.5%:0.5(mA)I=Ib+IL=0.5+0=0.5(mA)1)b=II100%=0.5+100x100%:0.5%即改装表的等级与标准表相同,为0.5级.若实验所得改装表与标准表读数差的最大绝对值IL=lmA,则:Ig=Ib+IL=0.5+1=1.5(mA)1)IgIgx100%=1.5+100100%=1.5%即改装表的等级为1.5级,其等级低于标准表.同样,依据上述的计算方法还可以确定改装后电压表的等级,并可根据电表的不同等级,将之应用于各种不同的测量环境,以便达到最佳测量效果.综上所述不难看出,如果在电表的改装与校准实验中加入以上三部分内容,一方面可以使这个实验变得更加充实完整,另一方面还可以使学生通过各种测量方法和电路连接方法的练习进一步巩固和掌握理论知识,并从中领悟到物理实验的实用性,从而达到理论与实践相结合的目的.说明:电表的改装与校准实验实施细则如下:该实验原实验学时数为3,参加实验人数为16,分成8组,每组2人.各组所用仪器:JwY一30B直流稳压电源,Zx21型旋转式电阻箱,RXHA14型滑线式变阻器,C43型直流电流表,C43型直流电压表,待改装电流表,开关等.改进实验后,学时数可增加到6,每次实验的人数,分组数及所用仪器均保持不变.责任编辑:上官家桂TheimprovementinexperimentationRefitmentandCalibrationofAmmeterLIRui-ying(TianjmXinhuaStaffandWorkerUniversity,Tianjin3ooo4o)Abstract:Toexplainsomemethodstoaddnewcontentsaccor