电压表电流表伏安法测电阻（二）.ppt

电压表和电流表伏安法测电阻,常用的电压表和电流表都是小量程的电流表（表头）改装而成的。为了更好的理解它们的改装原理，先要了解小量程电流表（表头）的原理。,一、小量程电流表G（又称表头，也叫灵敏电流计）,1构造：表头主要有永磁铁和放入永磁铁磁场中的可转动的线圈组成2工作原理：当线圈中有电流通过时，在磁场力的作用下线圈带着指针一起偏转，通过线圈的电流越大，指针的偏角就越大,3小量程电流表G的三个主要参数：,（1）内阻Rg：小量程电流表的电阻一般为几十欧到几百欧,（2）满偏电流Ig：小量程电流表G指针偏转到最大刻度值时的电流值。一般很小，为几十微安到几毫安,（3）满偏电压Ug：小量程电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压,根据Ug=IgRg可知：满偏电压也很小。,根据U=IR，可知电流与电压一一对应，如果将电流表的示数，换算成U，就可以直接测电压，只是量程Ug太小。,二、电流表G改为电压表V,1、电流表改装电压表的原理：,串联一个电阻，分担一部分电压,电压表就是串联了分压电阻的电流表。,电路分析,电压表内阻RV为：,RV=Rg+R,其中R如何计算？,2分压电阻R的计算：,根据串联电路的特点有：,得:,U=IgRg+IgR,R=(U/Ig)-Rg=(U/Ug)-1Rg,其中U/Ug为扩大量程的倍数，设它为n，可得:,R=(n-1)Rg,或,R=（U-Ug）Rg/Ug,或,UR/R=Ug/Rg,练习：有一满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=120的电流表G,要把它改装成为量程为3V的电压表，应串联一个的分压电阻。,880,若改装成量程为15伏的电压表哪？,串联一个4880欧的电阻。,Ug=IgRg=0.003120=0.36V，UR=3-0.36=2.64V,R=URRg/Ug=.64120/0.36=880(),或Ug=IgRg=0.003120=0.36V，nU/Ug=3/0.36=25/3R=（n-1)Rg=(25/3-1)120=880(),若改装成3V和15V的双量程电压表，如何设计电路？,三、把表头G改为电流表A,1、表头改装电流表的原理：,并联一个电阻，分担一部分电流,电路分析,电流表内阻RA为：,其中R如何计算？,2分流电阻R的计算：,得：,根据并联电路的特点有：,IgRg=(I-Ig)R,R=IgRg/(I-Ig),推导可以得到:,R=Rg/(I/Ig)-1,其中I/Ig为扩大量程的倍数，设它为n，可得:,R=Rg/(n-1),练习：2、有一满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=120的电流表G,若把它改装成为量程为3A的电流表，应并联一个的分流电阻。,0.12,若改装成量程为0.6A的电流表哪？,并联一个0.6欧的电阻。,解：Ug=IgRg=0.003120=0.36(V),R=Ug/（I-Ig）=0.36/（0.003）0.12(),或n=I/Ig=3/0.003=1000R=Rg/（n-1)=120/(1000-1)0.12(),若改装成实验室使用的0.6A、3A的双量程电流表，如何设计电路？,小结：,电压表和电流表的表头都是小量程电流表G，内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug是反映电流表G特性的三个重要参数，将小量程的电流表G改装成电压表V或电流表A所根据的原理是：串联电路的分压作用或并联电路的分流作用,相同的思路，我们还可以利用串联电路的分压作用或并联电路的分流作用，将电压表或电流表的量程再扩大。,练习：、如果给量程是的电压表再串联一个阻值等于电压表内阻的电阻，它的量程变为了多少？刻度盘上的数字怎么改？,6V;；1、2、32、4、6,因为此时的RV变为了原来的倍,根据欧姆定律，电流Ig一定时，电压也变为原来的倍,、如果给电流表再并联一个阻值等于电流表内阻的电阻，它的量程变为多少？刻度盘上的是数字怎么改？,6A;；1、2、32、4、6,因为RA成为了原来的1/2倍,根据欧姆定律，电压Ug一定时，电流变成原来的倍。,、已知电流表G的量程为0100A，内阻为600，改装为量程为5V的电压表，应串联一个R1=的电阻，改装为15V的电压表应串联R2=的电阻,若改装为5V、15V双量程的电压表，画出电路图，标明阻值。,49400欧,149400欧,串联电路,并联电路,分压,分流,总结：小量程电流表的改装,四、伏安法测电阻,1、原理：,2、伏安法测电阻的两种电路：,用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，利用部分电路的欧姆定律就可以求出电阻即R=U/I（这种测量电阻的方法叫伏安法）。,内接时由于电流表有分压作用、外接时由于电压表有分流作用，所以两种方法测得的电阻都有误差。,内接外接指的是电流表。,电压表示数偏大，根据R=U/I,测量的电阻值偏大。,此时电流表的分压越少误差就越小，所以该电路适合测量电阻，即。,大,RRA,、如何选择电路？,当被测电阻R较大时用内接法，误差较小。,电流表示数偏大，根据R=U/I,测量的电阻值偏小。,此时电压表的分流越少误差就越小，所以该电路适合测量电阻，即。,小,RRV/RX时，选用电流表内接法。,当RX/RARV/RX时，选用电流表外接法。,当RX/RARV/RX时，两种接法都可以。,例：已知电流表的内阻为0.1，电压表的内阻为k，若待测电阻约为，用伏安法测其电阻应采用电流表法（即已知:RA0.1，RV4000,RX=2）,外,内,两种接法都可!,伏安法测电阻,原理,内接法,外接法,误差分析,真,真,误差原因,安培表的分压作用,伏特表的分流作用,选择条件,总结,）试触法：,若不知Rx的大概值，可将电路如图连接，空着电压表的一个接头S，然后将S分别与A、B接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况。,若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即Rx是一个高值电阻，应选用内接法，S应接B测量。若电压表示数有显著变化，说明电流表分压作用强，即Rx是一个低值电阻，应选用外接法，S应接A测量。,例：(全国高考)用伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时可采用试触的办法如图所示，让电压表的一端接在电路上的a点,另一端先后接到b点和c点，注意观察两个电表的示数若电流表示数有明显变化，则待测电阻跟表的内阻可以比拟，电压表应接在a，两点.若电压表的示数有显著变化，则待测电阻值跟表的内阻可以比拟，电压表应接在a，两点,电压,电流,c,b,例：在某次测量电阻的实验中，若发现测量值比电阻的真实值偏大，则该次实验中是采用了接法；若第二次实验中，发现测量值比电阻真值偏小，则第二次实验中是采用了接法。,内,外,例2、用