电学仪表的使用和选择

1、电学仪表的使用和选择一、一、电学实验仪器的使用常规电学实验仪器的使用常规二、二、电表的使用电表的使用电流和电压的测量电流和电压的测量 1 1. . 清楚仪器的量程清楚仪器的量程 2 2清楚仪器的最小分度清楚仪器的最小分度 3 3清楚仪器的读数方法清楚仪器的读数方法 三三、滑动变阻器的使用、滑动变阻器的使用 两种电路比较两种电路比较 例例1 1 特殊接法特殊接法四、四、 电阻箱的使用电阻箱的使用五、五、 欧姆表的使用欧姆表的使用六、六、选择器材和电路的一般原则选择器材和电路的一般原则 例例2 2 例例3 3 1 1电压表、电流表的选择电压表、电流表的选择 2 2滑动变阻器的选择滑动变阻器的选择

2、3 3安培表内接法和外接法的选择安培表内接法和外接法的选择 4.4.分压电路和限流电路的选择分压电路和限流电路的选择一、电学实验仪器的使用常规一、电学实验仪器的使用常规在中学电学实验中，常用的测量仪器是电压表在中学电学实验中，常用的测量仪器是电压表、电流表、灵敏电流计、多用表等、电流表、灵敏电流计、多用表等使用它们时一般要先做到：使用它们时一般要先做到：B.清楚仪器的最小分度，清楚仪器的最小分度，C.清楚仪器的读数方法，清楚仪器的读数方法，D.检查并调整机械零点检查并调整机械零点E. 对欧姆表要对欧姆表要检查并调整机械零点和检查并调整机械零点和欧姆表零点欧姆表零点A.清楚仪器的量程，了解电表的

3、内阻清楚仪器的量程，了解电表的内阻返回返回二、电表的使用二、电表的使用电流和电压的测量电流和电压的测量电流表电流表是由灵敏电流计并联一个是由灵敏电流计并联一个小小的分流电阻而成，的分流电阻而成，因此内电阻因此内电阻很小很小。理想电流表内电阻为零。理想电流表内电阻为零。电流表电流表要要串联串联在电路中。在电路中。返回返回电压表电压表是由灵敏电流计串联一个是由灵敏电流计串联一个大大的的分压分压电阻而成，电阻而成， 因此内电阻因此内电阻很大很大。理想电压表内电阻为无穷大。理想电压表内电阻为无穷大。电压表电压表要要并联并联在电路两端。在电路两端。1.1.清楚仪器的量程清楚仪器的量程2 2清楚仪器的最小

4、分度清楚仪器的最小分度学生用的电流表学生用的电流表0 00.6A0.6A挡的最小分度是挡的最小分度是0.02A0.02A，0 03A3A挡的最小分度是挡的最小分度是0.1A0.1A学生用的电压表学生用的电压表0 03V3V挡的最小分度是挡的最小分度是0.1V0.1V，0 015V15V挡的最小分度是挡的最小分度是0.5V0.5V3 3清楚仪器的读数方法清楚仪器的读数方法 请读出图示电压表、电流表的示数请读出图示电压表、电流表的示数电压表电压表03V挡读数为挡读数为 ， 015V挡读数为挡读数为 ，1.90V9.5V电流表电流表00.6A挡读数为挡读数为 ， 03A挡读数为挡读数为 0.18A0

5、.89A返回返回三、滑动变阻器的使用三、滑动变阻器的使用ABCD串联限流电路串联限流电路并联分压电路并联分压电路分压器分压器滑动变阻器的滑动变阻器的两种主要连接方式：两种主要连接方式：RXRA BC (D)RXR两种接法均可起到调压，限流作用，两种接法均可起到调压，限流作用， 但调节范围不同，功率损耗也不同但调节范围不同，功率损耗也不同 分压式和限流式的选取分压式和限流式的选取待测电阻RxR，须用分压式接法 要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，(或要求测多组数据) 须用分压式接法。采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表（电压表）的量程或超过用电器的额定电流（电压）

6、时，应采用分压式接法。两种都可用时，优先选择限流式。两种都可用时，优先选择限流式。返回返回 例例1. 某学生想按图示某学生想按图示A 或或B电路，用导线将电路，用导线将6V电电池组，池组，“6V、2A”小灯，小灯，010滑动变阻器和电滑动变阻器和电键连接成一个调光台灯，请你分析这两个电路的台键连接成一个调光台灯，请你分析这两个电路的台灯在使用时的优、缺点。灯在使用时的优、缺点。解答解答：对于电路：对于电路A，小灯，小灯D 的最大电流约为的最大电流约为IA =E/RD，最小电流最小电流 IA =E /（RD+R），灯不会熄灭，灯的亮度），灯不会熄灭，灯的亮度调节范围较小。调节范围较小。 RDR（

7、A）RDR（B） 对于电路对于电路B，小灯，小灯D 两端的电压可调到两端的电压可调到0，最小电，最小电流流 IB =0，灯的亮度调节范围较大，小灯电流为，灯的亮度调节范围较大，小灯电流为0 时，时，电源输出电流不为电源输出电流不为0，正常工作时变阻器要多消耗一，正常工作时变阻器要多消耗一部分电能，不经济。部分电能，不经济。返回返回RXa bUPIIXI /r右图电路中，设路端电压右图电路中，设路端电压U不变。当不变。当滑动变阻器的滑动触头滑动变阻器的滑动触头P从从a端滑向端滑向b端的端的过程中，总电阻逐渐减小；总电流过程中，总电阻逐渐减小；总电流I逐渐逐渐增大；增大；RX两端的电压逐渐增大，电

8、流两端的电压逐渐增大，电流IX也逐渐增大（这是实验中常用的分压电也逐渐增大（这是实验中常用的分压电路的原理）。路的原理）。滑动变阻器的两种特殊接法。滑动变阻器的两种特殊接法。右图电路中，当滑动变阻器的滑动触右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头头P从从a端滑向端滑向b端的过程中，到达中点端的过程中，到达中点位置时外电阻最大，总电流最小。所以位置时外电阻最大，总电流最小。所以电流表电流表A的示数先减小后增大；可以证的示数先减小后增大；可以证明：明：A1的示数一直减小，而的示数一直减小，而A2的示数一的示数一直增大。直增大。a bPE rA1 A A2返回返回四四. 电阻箱的使用电阻箱的使用17654

9、328901765432890176543289017654328901765432890176543289011001010000100000100045190 45190 五、欧姆表的使用五、欧姆表的使用122 选档选档调零调零测量测量换档换档再调零再调零测量测量读数读数结束结束注意注意返回返回六、选择器材和电路的一般原则1安全性原则安全性原则 不超过电表量程不超过电表量程2精确性原则精确性原则 尽量减小测量误差尽量减小测量误差 a. 选择量程时，尽量使得在读数时，电流表、电选择量程时，尽量使得在读数时，电流表、电压表指针的偏角不超过满刻度的压表指针的偏角不超过满刻度的2/3，欧姆表指针尽

10、，欧姆表指针尽量在表盘的中间附近。量在表盘的中间附近。 b. 多次重复测量，求平均值。多次重复测量，求平均值。 3简便性原则简便性原则 在中学电学实验中，选择器材和电路的原则是：在中学电学实验中，选择器材和电路的原则是：返回返回例例2 2：有一个电阻：有一个电阻RxRx，其阻值大约是，其阻值大约是25 k25 k ，可供选，可供选择的器材是：择的器材是：1.1. 电流表电流表A1 (0-100A, 2 kA1 (0-100A, 2 k) )2.2. 电流表电流表A2 (0-500A, 300A2 (0-500A, 300) )3.3. 电压表电压表V1 (0-10V, 100 kV1 (0-1

11、0V, 100 k）4.4. 电压表电压表V2 (0-50V, 500 K V2 (0-50V, 500 K ）5.5. 直流稳压电源直流稳压电源E E （15V15V，1A1A）6.6. 滑动变阻器滑动变阻器 R (1 R (1 k k, 1W), 1W)7.7. 电键电键K K和若干根导线和若干根导线试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，并将实物图连线。准确，并画出电路图，并将实物图连线。解：解：1电压表、电流表的选择电压表、电流表的选择若电压表选若电压表选V V2 2（50V50V），因为电源电压），因为电源电压1

12、5V15V不足其量程不足其量程 的的1/31/3，所以，所以电压表应选电压表应选V V1 1（10V10V）。由于电阻由于电阻R RX X 中的最大电流为中的最大电流为 I = 10V /25KI = 10V /25K = 0.4mA = 400A = 0.4mA = 400A，所以所以电流表选电流表选A A2 2（500 A 500 A ）。例例2 23滑动变阻器的选择滑动变阻器的选择滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，为了使电流电压有较明显的变化，为了使电流电压有较明显的变化，在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值

13、R R（3 35 5）R RX X在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值 R R（1/31/31/51/5）R RX X2.2.安培表内接法和外接法的选择安培表内接法和外接法的选择 因为因为R RX X=25K =25K R RA A=300 =300 所以采用所以采用安培表内接法安培表内接法例例2 24分压电路和限流电路的选择分压电路和限流电路的选择分压电路可以使待测电阻上的电压从最大值调分压电路可以使待测电阻上的电压从最大值调到零，限流电路却不可以分压电路连线复杂到零，限流电路却不可以分压电路连线复杂，限流电路连线简单分压电路消耗的额外功，限流电路连线简单

14、分压电路消耗的额外功率大，限流电路消耗的额外功率小我们可根率大，限流电路消耗的额外功率小我们可根据这两种电路的特点，按照实验要求进行选择据这两种电路的特点，按照实验要求进行选择例例2 2超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。若滑动变阻器用限流接法，若滑动变阻器用限流接法，电路中的最小电流为电路中的最小电流为 I = 15V /26K I = 15V /26K = 0.577mA=577A = 0.577mA=577A，根据以上分析，画出实验电路图如下：根据以上分析，画出实验电路图如下： 电流表电流表A1 (0-100A, 2 kA1 (

15、0-100A, 2 k) )电流表电流表A2 (0-500A, 300A2 (0-500A, 300) )电压表电压表V1 (0-10V, 100 kV1 (0-10V, 100 k） 电压表电压表V2 (0-50V, 500 K V2 (0-50V, 500 K ）A2V1RX25K=15V1K +例例2 2实物图连线如图示：实物图连线如图示：返回返回例例3为了测定一个为了测定一个“6.3V，1W”的小电珠正常发光时的电阻，的小电珠正常发光时的电阻，Av实验室提供了下列实验器材：实验室提供了下列实验器材： A电流表电流表A 1 ： （ 0.6A，0.2）B毫安表毫安表A 2 ： （ 200m

16、A，0.5）C电压表电压表V 1 ： （10V，1k）D电压表电压表V 2 ： （15V，1.5k）E电源电源 E1= 6V，2AF电源电源 E2= 9V，1AG电源电源 E3= 15V，0.1AH可变电阻可变电阻 R1=10，1WI 可变电阻可变电阻 R2= 20，0.8W J 可变电阻可变电阻 R3= 50， 0.5W K导线若干，电键一个导线若干，电键一个 实验时应选用的器材是实验时应选用的器材是 在右边的线框中画出实验的电路图，要求测量误差尽可能在右边的线框中画出实验的电路图，要求测量误差尽可能小小B C F I K1.先选择电源：先选择电源：E：E1= 6V 2A F：E2= 9V

17、1A G：E3= 15V 0.1A 可见可见E1太小，太小， E3太大，应太大，应选用选用F：E2 = 9V 2. 求出小电珠及可变电阻的额定值：求出小电珠及可变电阻的额定值： 小小电珠电珠“6.3V，1W” H：R1=10，1W I：R2= 20，0.8W J：R3= 50， 0.5W I1 0.32A I20.2A I30.1A I 灯灯0.16A R 灯灯=40 返回返回例例3 33.3.可变电阻的选择：可变电阻的选择： R3 的额定电流小于的额定电流小于I 灯灯，不，不能用能用对于对于R1 ，若选，若选分压电路，可变电阻分压电路，可变电阻R R中的电流大于中的电流大于I1 ，不能用。不能用。 若选若选限流电路，最小电流大于限流电路，最小电流大于I 灯灯，也不能用