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电表改装的两种情况

2020-07-11 12:49

  电表改装的两种情况_高二理化生_理化生_高中教育_教育专区。电表改装的两种情况 一、把电流表 G 改装成电压表 (1)电流表改装成电压表的原理:将电流表的示数根据欧姆定律 Ug=IgRg 换算成电压值,可直接用于测电压,只是量程 Ug 很小。如果给小量程电流

  电表改装的两种情况 一、把电流表 G 改装成电压表 (1)电流表改装成电压表的原理:将电流表的示数根据欧姆定律 Ug=IgRg 换算成电压值,可直接用于测电压,只是量程 Ug 很小。如果给小量程电流表 串联一个分压电阻,就可以用来量度较大的电压。因此电压表实际上就是一 个串联了分压电阻的电流表,如图 1 所示。 (2)分压电阻的计算:由 U=IgRg+IgR 解得 R ? U Ig ? Rg ,因为电压扩大量程的倍数 n ? U Ug , 所以 R=(n-1)Rg。需要说明的是,通过表头的满偏电流并没有改变,加在表头两端的最大电 压也没有改变,仍是 Ug=IgRg,但改装成的电压表的最大电压增大了,所以表的刻度盘要改换, 原来是 0~IgRg,现在要换成 0~(IgRg+IgR),即每个刻度处的电流数要换成对应的总电压数 IRg+IR。 二、电流表 G 改装成大量程电流表 (1)电流表改装的原理:给小量程电流表并联一个分流电阻,就可以用来量度较大的电 流,即扩大了电流表的量程,如图 2 所示。 (2)分流电阻的计算: 由并联电路的特点 Ug=IgRg=(I-Ig)R,解得 R ? Ig Rg I ? Ig ? Rg ,因为 I ?1 Ig 电流扩大量程的倍数 n ? I ,所以 R ? Rg 。与改装电压表一样,刻度盘也要由原来指示的 Ig n ?1 通过电流表 G 的电流换成指示电流表 A 的电流。 典例剖析 一灵敏电流计,它的电阻是 12 Ω,指针每偏转一格指示 2 mA,现在把它改装 成电流表,使它的指针每偏转一格指示 1 A,那么,分流电阻多大?如果改装成电压表,使它 的指针每偏转一格指示 1 V,则分压电阻多大? 【思路剖析】(1)如何改装成电流表?刻度盘如何改换? (2)如何改装成电压表?刻度盘如何改换? 【解析】根据灵敏电流表构造原理可知,只要指针偏转一格,通过它的线mA,不管一格所代表的值是多少,所以,如果把它改成如图 3 甲所示的电流表,使它的指针 每偏转一格指示 1 A,则分流电阻必须满足这样的条件,即通过灵敏电流表线圈的电流和分流 电阻中电流之比为 2 ,分流电阻 R 和灵敏电流表线 = R ,解得 R=0.024 Ω。 1000 ? 2 12 灵敏电流表指针每偏转一格,线 V,所以把它改装成电压 表,使它指针每偏转一格指示 1 V,必须串一电阻 R′,R′必须满足这样的条件:把 R′和灵敏电流 表串联后,接在 1 V 的电路上,线+R′), 解得 R′=488 Ω。 【答案】0.024 Ω 488 Ω 【反思感悟】电表的改装有三部分:第一,按照改装原理计算电阻,进行内部电路的改装; 第二,根据改装的要求把刻度盘进行改换;第三,改装后要用标准电压表或者电流表进行校正。 三、应用举例 例 1 如图 4 所示,有一个表头 G,满偏电流为 Ig=1 mA,内阻 Rg= 100 Ω,用它改装为有 5 V 和 50 V 两种量程的电压表,求 R1、R2 的阻值各为多大? 解析 当公共端与 5 V 端接入被测电路时,量程为 U1=5 V, 当公共端与 50 V 端接入被测电路时,量程为 U2=50 V. 由串联电路的电压分配关系可知: R1= U Ig1?Rg ?(1?150?3?10)Ω0=4900 Ω=4.9 kΩ 图4 R2= U Ig2 ?Rg ?(1?5100 ?3?10)=049900 Ω=49.9 kΩ 例 2 如图 5 所示,有一个表头 G,满偏电流 Ig=500 mA,内阻 Rg=200 Ω,用它改装为有 1 A 和 10 A 两种量程的电流表,求 R1、R2 图5 的阻值各为多大? 解析 当公共端与 1 A 端接入电路时,量程为 I1=1A,当公共端与 10 A 端接入电路时,量 程为 I2=10A。 当公共端与 1 A 端接入被测电路时,电阻 R1 和 R2 串联,再与表头内阻 Rg 并联。由并联电 路中的电流分配关系可得: R1+R2= I 1 Ig ? I g Rg=200 Ω 当公共端与 10 A 端接入被测电路时,电阻 R1 与表头支路的电阻 Rg+R2 并联。由并联电路 的特点可知:Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1 代入 Ig、I2、Rg 的数值,可得 R2+200 Ω=19 R1 解得 R1=20 Ω,R2=180 Ω