電學儀表的使用和選擇

1、電學儀表的使用和選擇一、一、電學實驗儀器的使用常規(guī)電學實驗儀器的使用常規(guī)二、二、電表的使用電表的使用電流和電壓的測量電流和電壓的測量 1 1. . 清楚儀器的量程清楚儀器的量程 2 2清楚儀器的最小分度清楚儀器的最小分度 3 3清楚儀器的讀數(shù)方法清楚儀器的讀數(shù)方法 三三、滑動變阻器的使用、滑動變阻器的使用 兩種電路比較兩種電路比較 例例1 1 特殊接法特殊接法四、四、 電阻箱的使用電阻箱的使用五、五、 歐姆表的使用歐姆表的使用六、六、選擇器材和電路的一般原則選擇器材和電路的一般原則 例例2 2 例例3 3 1 1電壓表、電流表的選擇電壓表、電流表的選擇 2 2滑動變阻器的選擇滑動變阻器的選擇

2、3 3安培表內接法和外接法的選擇安培表內接法和外接法的選擇 4.4.分壓電路和限流電路的選擇分壓電路和限流電路的選擇一、電學實驗儀器的使用常規(guī)一、電學實驗儀器的使用常規(guī)在中學電學實驗中，常用的測量儀器是電壓表在中學電學實驗中，常用的測量儀器是電壓表、電流表、靈敏電流計、多用表等、電流表、靈敏電流計、多用表等使用它們時一般要先做到：使用它們時一般要先做到：B.清楚儀器的最小分度，清楚儀器的最小分度，C.清楚儀器的讀數(shù)方法，清楚儀器的讀數(shù)方法，D.檢查并調整機械零點檢查并調整機械零點E. 對歐姆表要對歐姆表要檢查并調整機械零點和檢查并調整機械零點和歐姆表零點歐姆表零點A.清楚儀器的量程，了解電表的

3、內阻清楚儀器的量程，了解電表的內阻返回返回二、電表的使用二、電表的使用電流和電壓的測量電流和電壓的測量電流表電流表是由靈敏電流計并聯(lián)一個是由靈敏電流計并聯(lián)一個小小的分流電阻而成，的分流電阻而成，因此內電阻因此內電阻很小很小。理想電流表內電阻為零。理想電流表內電阻為零。電流表電流表要要串聯(lián)串聯(lián)在電路中。在電路中。返回返回電壓表電壓表是由靈敏電流計串聯(lián)一個是由靈敏電流計串聯(lián)一個大大的的分壓分壓電阻而成，電阻而成， 因此內電阻因此內電阻很大很大。理想電壓表內電阻為無窮大。理想電壓表內電阻為無窮大。電壓表電壓表要要并聯(lián)并聯(lián)在電路兩端。在電路兩端。1.1.清楚儀器的量程清楚儀器的量程2 2清楚儀器的最小

4、分度清楚儀器的最小分度學生用的電流表學生用的電流表0 00.6A0.6A擋的最小分度是擋的最小分度是0.02A0.02A，0 03A3A擋的最小分度是擋的最小分度是0.1A0.1A學生用的電壓表學生用的電壓表0 03V3V擋的最小分度是擋的最小分度是0.1V0.1V，0 015V15V擋的最小分度是擋的最小分度是0.5V0.5V3 3清楚儀器的讀數(shù)方法清楚儀器的讀數(shù)方法 請讀出圖示電壓表、電流表的示數(shù)請讀出圖示電壓表、電流表的示數(shù)電壓表電壓表03V擋讀數(shù)為擋讀數(shù)為 ， 015V擋讀數(shù)為擋讀數(shù)為 ，1.90V9.5V電流表電流表00.6A擋讀數(shù)為擋讀數(shù)為 ， 03A擋讀數(shù)為擋讀數(shù)為 0.18A0

5、.89A返回返回三、滑動變阻器的使用三、滑動變阻器的使用ABCD串聯(lián)限流電路串聯(lián)限流電路并聯(lián)分壓電路并聯(lián)分壓電路分壓器分壓器滑動變阻器的滑動變阻器的兩種主要連接方式：兩種主要連接方式：RXRA BC (D)RXR兩種接法均可起到調壓，限流作用，兩種接法均可起到調壓，限流作用， 但調節(jié)范圍不同，功率損耗也不同但調節(jié)范圍不同，功率損耗也不同 分壓式和限流式的選取分壓式和限流式的選取待測電阻RxR，須用分壓式接法 要求負載上電壓或電流變化范圍大，且從零開始連續(xù)可調，(或要求測多組數(shù)據) 須用分壓式接法。采用限流電路時，電路中的最小電流（電壓）仍超過電流表（電壓表）的量程或超過用電器的額定電流（電壓）

6、時，應采用分壓式接法。兩種都可用時，優(yōu)先選擇限流式。兩種都可用時，優(yōu)先選擇限流式。返回返回 例例1. 某學生想按圖示某學生想按圖示A 或或B電路，用導線將電路，用導線將6V電電池組，池組，“6V、2A”小燈，小燈，010滑動變阻器和電滑動變阻器和電鍵連接成一個調光臺燈，請你分析這兩個電路的臺鍵連接成一個調光臺燈，請你分析這兩個電路的臺燈在使用時的優(yōu)、缺點。燈在使用時的優(yōu)、缺點。解答解答：對于電路：對于電路A，小燈，小燈D 的最大電流約為的最大電流約為IA =E/RD，最小電流最小電流 IA =E /（RD+R），燈不會熄滅，燈的亮度），燈不會熄滅，燈的亮度調節(jié)范圍較小。調節(jié)范圍較小。 RDR（

7、A）RDR（B） 對于電路對于電路B，小燈，小燈D 兩端的電壓可調到兩端的電壓可調到0，最小電，最小電流流 IB =0，燈的亮度調節(jié)范圍較大，小燈電流為，燈的亮度調節(jié)范圍較大，小燈電流為0 時，時，電源輸出電流不為電源輸出電流不為0，正常工作時變阻器要多消耗一，正常工作時變阻器要多消耗一部分電能，不經濟。部分電能，不經濟。返回返回RXa bUPIIXI /r右圖電路中，設路端電壓右圖電路中，設路端電壓U不變。當不變。當滑動變阻器的滑動觸頭滑動變阻器的滑動觸頭P從從a端滑向端滑向b端的端的過程中，總電阻逐漸減?。豢傠娏鬟^程中，總電阻逐漸減??；總電流I逐漸逐漸增大；增大；RX兩端的電壓逐漸增大，電

8、流兩端的電壓逐漸增大，電流IX也逐漸增大（這是實驗中常用的分壓電也逐漸增大（這是實驗中常用的分壓電路的原理）。路的原理）?；瑒幼冏杵鞯膬煞N特殊接法?；瑒幼冏杵鞯膬煞N特殊接法。右圖電路中，當滑動變阻器的滑動觸右圖電路中，當滑動變阻器的滑動觸頭頭P從從a端滑向端滑向b端的過程中，到達中點端的過程中，到達中點位置時外電阻最大，總電流最小。所以位置時外電阻最大，總電流最小。所以電流表電流表A的示數(shù)先減小后增大；可以證的示數(shù)先減小后增大；可以證明：明：A1的示數(shù)一直減小，而的示數(shù)一直減小，而A2的示數(shù)一的示數(shù)一直增大。直增大。a bPE rA1 A A2返回返回四四. 電阻箱的使用電阻箱的使用17654

9、328901765432890176543289017654328901765432890176543289011001010000100000100045190 45190 五、歐姆表的使用五、歐姆表的使用122 選檔選檔調零調零測量測量換檔換檔再調零再調零測量測量讀數(shù)讀數(shù)結束結束注意注意返回返回六、選擇器材和電路的一般原則1安全性原則安全性原則 不超過電表量程不超過電表量程2精確性原則精確性原則 盡量減小測量誤差盡量減小測量誤差 a. 選擇量程時，盡量使得在讀數(shù)時，電流表、電選擇量程時，盡量使得在讀數(shù)時，電流表、電壓表指針的偏角不超過滿刻度的壓表指針的偏角不超過滿刻度的2/3，歐姆表指針盡

10、，歐姆表指針盡量在表盤的中間附近。量在表盤的中間附近。 b. 多次重復測量，求平均值。多次重復測量，求平均值。 3簡便性原則簡便性原則 在中學電學實驗中，選擇器材和電路的原則是：在中學電學實驗中，選擇器材和電路的原則是：返回返回例例2 2：有一個電阻：有一個電阻RxRx，其阻值大約是，其阻值大約是25 k25 k ，可供選，可供選擇的器材是：擇的器材是：1.1. 電流表電流表A1 (0-100A, 2 kA1 (0-100A, 2 k) )2.2. 電流表電流表A2 (0-500A, 300A2 (0-500A, 300) )3.3. 電壓表電壓表V1 (0-10V, 100 kV1 (0-1

11、0V, 100 k）4.4. 電壓表電壓表V2 (0-50V, 500 K V2 (0-50V, 500 K ）5.5. 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源E E （15V15V，1A1A）6.6. 滑動變阻器滑動變阻器 R (1 R (1 k k, 1W), 1W)7.7. 電鍵電鍵K K和若干根導線和若干根導線試選擇適當?shù)钠鞑?，選取適當?shù)碾娐罚箿y量盡可能試選擇適當?shù)钠鞑?，選取適當?shù)碾娐罚箿y量盡可能準確，并畫出電路圖，并將實物圖連線。準確，并畫出電路圖，并將實物圖連線。解：解：1電壓表、電流表的選擇電壓表、電流表的選擇若電壓表選若電壓表選V V2 2（50V50V），因為電源電壓），因為電源電壓1

12、5V15V不足其量程不足其量程 的的1/31/3，所以，所以電壓表應選電壓表應選V V1 1（10V10V）。由于電阻由于電阻R RX X 中的最大電流為中的最大電流為 I = 10V /25KI = 10V /25K = 0.4mA = 400A = 0.4mA = 400A，所以所以電流表選電流表選A A2 2（500 A 500 A ）。例例2 23滑動變阻器的選擇滑動變阻器的選擇滑動變阻器在電路中起調節(jié)電流電壓的作用，滑動變阻器在電路中起調節(jié)電流電壓的作用，為了使電流電壓有較明顯的變化，為了使電流電壓有較明顯的變化，在限流電路中，一般滑動變阻器的阻值在限流電路中，一般滑動變阻器的阻值

13、R R（3 35 5）R RX X在分壓器電路中，一般滑動變阻器的阻值在分壓器電路中，一般滑動變阻器的阻值 R R（1/31/31/51/5）R RX X2.2.安培表內接法和外接法的選擇安培表內接法和外接法的選擇 因為因為R RX X=25K =25K R RA A=300 =300 所以采用所以采用安培表內接法安培表內接法例例2 24分壓電路和限流電路的選擇分壓電路和限流電路的選擇分壓電路可以使待測電阻上的電壓從最大值調分壓電路可以使待測電阻上的電壓從最大值調到零，限流電路卻不可以分壓電路連線復雜到零，限流電路卻不可以分壓電路連線復雜，限流電路連線簡單分壓電路消耗的額外功，限流電路連線簡單

14、分壓電路消耗的額外功率大，限流電路消耗的額外功率小我們可根率大，限流電路消耗的額外功率小我們可根據這兩種電路的特點，按照實驗要求進行選擇據這兩種電路的特點，按照實驗要求進行選擇例例2 2超過兩表的量程，因此滑動變阻器必須用分壓器接法。超過兩表的量程，因此滑動變阻器必須用分壓器接法。若滑動變阻器用限流接法，若滑動變阻器用限流接法，電路中的最小電流為電路中的最小電流為 I = 15V /26K I = 15V /26K = 0.577mA=577A = 0.577mA=577A，根據以上分析，畫出實驗電路圖如下：根據以上分析，畫出實驗電路圖如下： 電流表電流表A1 (0-100A, 2 kA1 (

15、0-100A, 2 k) )電流表電流表A2 (0-500A, 300A2 (0-500A, 300) )電壓表電壓表V1 (0-10V, 100 kV1 (0-10V, 100 k） 電壓表電壓表V2 (0-50V, 500 K V2 (0-50V, 500 K ）A2V1RX25K=15V1K +例例2 2實物圖連線如圖示：實物圖連線如圖示：返回返回例例3為了測定一個為了測定一個“6.3V，1W”的小電珠正常發(fā)光時的電阻，的小電珠正常發(fā)光時的電阻，Av實驗室提供了下列實驗器材：實驗室提供了下列實驗器材： A電流表電流表A 1 ： （ 0.6A，0.2）B毫安表毫安表A 2 ： （ 200m

16、A，0.5）C電壓表電壓表V 1 ： （10V，1k）D電壓表電壓表V 2 ： （15V，1.5k）E電源電源 E1= 6V，2AF電源電源 E2= 9V，1AG電源電源 E3= 15V，0.1AH可變電阻可變電阻 R1=10，1WI 可變電阻可變電阻 R2= 20，0.8W J 可變電阻可變電阻 R3= 50， 0.5W K導線若干，電鍵一個導線若干，電鍵一個 實驗時應選用的器材是實驗時應選用的器材是 在右邊的線框中畫出實驗的電路圖，要求測量誤差盡可能在右邊的線框中畫出實驗的電路圖，要求測量誤差盡可能小小B C F I K1.先選擇電源：先選擇電源：E：E1= 6V 2A F：E2= 9V

17、1A G：E3= 15V 0.1A 可見可見E1太小，太小， E3太大，應太大，應選用選用F：E2 = 9V 2. 求出小電珠及可變電阻的額定值：求出小電珠及可變電阻的額定值： 小小電珠電珠“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 燈燈0.16A R 燈燈=40 返回返回例例3 33.3.可變電阻的選擇：可變電阻的選擇： R3 的額定電流小于的額定電流小于I 燈燈，不，不能用能用對于對于R1 ，若選，若選分壓電路，可變電阻分壓電路，可變電阻R R中的電流大于中的電流大于I1 ，不能用。不能用。 若選若選限流電路，最小電流大于限流電路，最小電流大于I 燈燈，也不能用