高中物理组装电表知识点

-5-高中物理组装电表知识点详解一、电表的改装原理1小量程电流表改装成大量程电流表当给小量程电流表（表头）并联一个小电阻时，就改装成了一个大量程电流表。当表头和并联电阻中流过相同的电流时，由于并联电阻分流作用，表头两端电压减小，使得流过表头的电流减小，因此量程增大了。设表头的满偏电流为Ig，内阻为rg，满偏电压为Ug=Igrg，当并联电阻为R时，量程为I=Ig+I'R，由于并联电路两端的电压相等，因此Ug=I'R，即I'R=Igrg，得I'=Igrg/R，所以量程I=Ig+Igrg/R=（Rg+R）*Ig/R，可见，当并联电阻R减小时，量程I增大。2小量程电流表改装成电压表当给小量程电流表（表头）串联一个大电阻时，就改装成了一个电压表。设表头的满偏电流为Ig，内阻为rg，满偏电压为Ug=Igrg，当串联电阻为R时，量程为U=Ug+IR=Igrg+IR，由于串联电路中的电流相等，因此I=Ig/（R+rg），所以量程U=Igrg+IgR/（R+rg）=RIg/（R+rg）+rg*Ig/（R+rg）=（R+rg）*Ig/（R+rg）=Ig，可见，当串联电阻R增大时，量程U增大。3小量程电压表改装成大量程电压表当给小量程电压表串联一个大电阻时，就改装成了一个大量程电压表。设原电压表的满偏电压为Ug，内阻为rg，当串联电阻为R时，量程为U=Ug+IR=Ug+U'/（R+rg）*R=Ug+（R/（R+rg））*Ug=（R+rg+rg）/（R+rg）*Ug=（1+rg/R）*Ug，可见，当串联电阻R增大时，量程U增大。4小量程电流表改装成大量程电压表当给小量程电流表先并联再串联电阻时，就改装成了一个电压表。设表头的满偏电流为Ig，内阻为rg，满偏电压为Ug=Igrg，当并联电阻为R1，再串联电阻为R2时，量程为U=I（R2+R1）=（Ig+I'R1）（R2+R1），由于并联电路两端的电压相等，因此Ug=I'R1，即I'R1=Igrg，得I'=Igrg/R1，所以量程U=（Ig+Igrg/R1）（R2+R1）=（R2+R1+rg）Ig+（R2+R1）rgIg/R1=（R2+R1+rg）Ig+（R2rg+R1rg）/R1=（R2+R1+rg）Ig+（R2rg/R1+rg），可见，当R1减小时，量程U增大；当R2增大时，量程U也增大。二、电表改装后校准与校对校准是电表改装后必须进行的一个步骤，它涉及调整电表，以确保其指示或测量值与实际值相符。校准过程通常涉及比较电表读数与已知标准值，并对电表进行必要的调整以达到所需的准确性。对于电流表，校准通常涉及使用已知电阻和电源，设置电流表以测量电流，并比较测量值与预期值。如果发现差异，可能需要调整电表内部的电阻或电流分流器，以校正误差。对于电压表，校准过程类似，但需要使用电压源而不是电流源。电压表被设置为测量已知电压，并将其读数与标准值进行比较。如果存在差异，可能需要调整电表内部的电阻或电压分压器，以纠正误差。此外，校准过程还应注意环境因素，如温度、湿度和电源稳定性，这些因素都可能影响电表的准确性。除了校准，校对也是电表改装后的重要步骤。校对通常涉及在实际工作环境中使用电表，以验证其在实际条件下的性能。这包括检查电表的响应时间、稳定性、线性度和重复性。如果发现任何问题，可能需要进一步调整电表或采取其他措施以提高其性能。总之，电表改装后的校准和校对是确保电表准确性和可靠性的关键步骤。这些过程涉及仔细比较测量值与预期值，并根据需要调整电表，以确保其在实际使用中能够提供准确和可靠的测量结果。三、电表改装中的常见问题及解决方法在电表改装过程中，可能会遇到一些常见问题，如误差偏大、读数不稳定等。这些问题通常可以通过以下方法解决：1误差偏大：原因：可能是由于选择的并联或串联电阻值不准确，导致电流或电压的分配不符合预期，从而产生误差。解决方法：需要重新计算电阻值，并选用更精确的电阻进行改装，确保电流或电压的分配符合要求。2读数不稳定：原因：可能是由于电表内部的连接不良、电阻老化或环境因素（如温度、湿度）的影响。解决方法：需要检查电表内部的连接情况，更换老化的电阻，并采取措施减少环境因素的影响，如增加防护措施、改善工作环境等。3量程不符合要求：原因：可能是由于选择的并联或串联电阻值过大或过小，导致电表的量程不符合实际需求。解决方法：需要根据实际需求重新计算电阻值，并进行改装，确保电表的量程符合要求。4短路或开路：原因：可能是由于改装过程中操作不当，导致电表内部出现短路或开路。解决方法：需要检查电表内部的线路连接情况，找出短路或开路的位置，并进行修复。同时，需要加强操作规范，避免类似问题的再次出现。为了避免这些问题的出现，建议在电