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初中物理电流表和电压表的改装
1. 电流表以及其参数
(1)我们通常所说的电流表是指灵敏电流计,由于其量程太小,一般情况下不能直接测量电流,而是用于检测有无电流和电流的方向,或作为改装量程较大的电流表和电压表的表头使用。
(2)主要参数:电流表的内阻;指针偏转到最大刻度时的电流叫作满偏电流
,又叫做电流表的量程;指针偏转到最大刻度时,电流表两端的电压叫做满偏电压
。由欧姆定律可得
。
2. 电压表的改装
(1)电压表的改装原理
将电流表的示数根据欧姆定律转化为电压值,可以直接测量电压,由于量程太小,无法直接测量较大的电压,如果给小量程的电流表串联一个分压电阻,就可以测量较大的电压,因此电流表串联一个分压电阻后就成为电压表。
图1
(2)分压电阻的计算
根据串联电路的分压原理有:
解得分压电阻:
若表示量程的扩大倍数(即
)
则
3. 电流表改装
(1)电流表的改装原理
小量程的电流表测量范围较小,直接串联在电路中有可能烧坏电流表,因此需要并联一个分流电阻,就可以测量较大的电流,即扩大了电流表的量程。
(2)分流电阻的计算
根据并联分流的原理有:
解得应并联的分流电阻:
若用表示量程的扩大倍数(即
)
则
改装成的电流表的内阻为
可见电流表的内阻很小,对于理想的电流表,其内阻可以忽略不计,串联在电路中可以看作短路。
[例1] 将量程为3.0V,内阻为的电压表改装成量程为30V的电压表,应 联
的电阻。
分析与解答:原来的电压表,内阻为
,改装后的量程为30V。需串联的电阻R,扩大倍数
,所以
。
[例2] 一个电流表的内阻为,最大量程为10A,刻度盘分为100个刻度,现将其量程扩大为100A,需要 联一个
的电阻,此时刻度盘的每个刻度表示 A,新的电流表的内阻为
。
分析与解答:电流表的量程扩大,需并联一个分流电阻,原来电流表的最大量程为10A,刻度数为,改装后的量程为100A,根据欧姆定律得:
并联电路的阻值:
新电流表的内阻:
新电流表的每个刻度值表示:
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