电工优优今天要和大家分享的电流表和电压表的非常规使用方法相关信息,接下来我将从电流表和电压表的相同点和不同点,电流表和电压表的区别,电流表和电压表的符号这几个方面来介绍。
电流表和电压表的非常规使用方法
其常规用法是:电流表串联在电路中,电压表并联在电路中。久而久之,便形成思维定势:这两个表就只能按上述方式联接。其实,电流表和电压表是两个“会说话的电阻”,在电路中一方面作普通电阻使用,另一方面可以显示自己(以及与自己串联或并联)的电流或电压。
例1、从下表中选出适当的实验器材,设计电路来测量两个电流表的内阻,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度。
器材(代号)
规格
待测电流表(A1)
量程500mA,内电阻约几十欧
待测电流表(A2)
量程50mA,内电阻几十欧
电阻箱(R1)
阻值范围0~999.9Ω
滑动变阻箱器(R2)
总阻值20Ω,额定电流2A
定值电阻R0
阻值40Ω,作保护电阻用
直流电源E
电动势12V,内电阻约0.5Ω
单刀开关2个
导线若干
(1)设计出测量电路,并标明所用器材的代号;
(2)写出实验中主要步骤和需要测量的物理量;
(3)写出两个电流表内电阻的表达式(用测得的物理量符号表示)。
解析:(1)设计电路图如图1所示。
(2)主要步骤:①按上图连接好电路;②闭合开关S,将电阻箱R1调至零,得到二电流表的适当示数分别为I1和I2;③调节电阻箱阻值为R′,另外二电流表适当示数分别为
,则有:I1r1=I2r2, ;④整理器材。
(4)由前面的方程组可得二电流表内阻分别为 。
该例子将电流表并联在电路中,根据题给参数,其它方式都没有上述方案好。可见,电流表作普通电阻使用是可以并联在电路中的。
例2、现有一个刻度盘总共有N小格、且刻度均匀、但量程末准确确定的电压表V1,已知其量程在13-16V之间,内阻r1=150kΩ,为测定其量程U1,实验室提供了如下表所列的器材,要求方法简捷,尽可能减少误差,并能测出多组数据。
器材(代号)
规格
标准电压表V2
量程3V,内阻r2=30kΩ
电流表A
量程3A,内阻r3=0.01Ω
滑动变阻器R
总电阻1kΩ
稳定电源E
20V,内阻很小
开关S
导线若干
(1)设计实验电路,并简要说明理由;(2)若选择测量数据中的一组来计算量程,则所用表达式为,式中各符号表示的物理量是:。
解析:(1)设计电路如图2所示。
简要理由:若电流表A与V1串联,则表V1的偏转角度太小,误差较大,若并联,则A表偏转角度太小,误差也大,所以舍弃A表;若让二电压表并联,则V1表偏角太小,也不利于减小误差;而将二电压表串联时,二表都可以达到或接近满偏,误差较小。另外要求测多组数据,故变阻器用分压式连接。
(2)计算量程U1的表达式为U1= ,其中N是V1的满偏格数,N1是V2的某次偏转格数,r1、r2分别是表V1、V2的内电阻,U2是表V2的某次适当的读数。
由此例可见,电压表作普通电阻使用是可以串联在电路中的。
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