《3.4多用电表电路分析与设计》知识清单

《3.4多用电表电路分析与设计》知识清单第三章从电表电路到集成电路3.4多用电表电路分析与设计一、多用电表的基本原理1、多用电表的功能多用电表是一种可以测量多种电学量的仪器，能测电流、电压和电阻等。它就像一个多功能的电学小助手，非常厉害哦。2、表头表头是多用电表的核心部件之一。**重点**：表头是一个灵敏电流表，它的满偏电流Ig和内阻Rg是很重要的参数。比如，一个表头的满偏电流Ig可能是几十微安，内阻Rg可能是几百欧姆。3、改装成电流表-原理：根据并联电阻分流的原理，在表头两端并联一个小电阻R，就可以把表头改装成电流表。-计算：设改装后的电流表量程为I，根据并联电路的特点，有I=Ig+(IgRg)/R，通过这个式子就可以算出需要并联的电阻R的大小啦。-举例：如果表头满偏电流Ig=100μA，内阻Rg=500Ω，要改装成量程为1A的电流表，就可以根据上面的公式算出需要并联的电阻R的值。4、改装成电压表-原理：根据串联电阻分压的原理，在表头串联一个大电阻R，就可以把表头改装成电压表。-计算：设改装后的电压表量程为U，根据串联电路的特点，有U=Ig(Rg+R)，这样就能算出需要串联的电阻R的大小了。-举例：如果表头满偏电流Ig=50μA，内阻Rg=1000Ω，要改装成量程为10V的电压表，按照公式就能算出串联电阻R的值。5、多用电表测量电阻原理-欧姆表内部电路：欧姆表是由表头、电源、可变电阻（调零电阻）等组成的电路。-工作原理：当把被测电阻Rx接入电路时，根据闭合电路欧姆定律，有I=E/(Rx+R+r)（这里E是电源电动势，R是调零电阻，r是电源内阻），电流I与被测电阻Rx有关，表头指针的偏转角度就会随着Rx的不同而不同，这样就可以测量电阻啦。-中值电阻：当表头指针指在刻度盘中间位置时对应的电阻值，这个电阻值等于欧姆表的内阻，也就是R中=Rg+R+r。二、多用电表的电路分析1、电路结构-多用电表有不同的挡位，比如电流挡、电压挡、电阻挡等，每个挡位都有对应的电路连接方式。-在电流挡时，是表头并联电阻的电路结构；在电压挡时，是表头串联电阻的电路结构；在电阻挡时，是包含表头、电源、调零电阻等的特殊电路结构。2、换挡原理-多用电表换挡就是改变电路中的电阻连接方式。-例如，从电流小量程挡换到大量程挡，就要减小并联电阻的阻值；从电压小量程挡换到大量程挡，就要增大串联电阻的阻值；在电阻挡换挡时，会改变内部电路的一些参数，以适应不同范围电阻的测量。三、多用电表的设计1、设计要求-根据需要测量的电学量范围来设计多用电表。比如要测量0-10A的电流、0-100V的电压、0-1000Ω的电阻等，就要按照前面讲的原理来设计表头、并联或串联电阻、调零电阻等的参数。2、设计步骤-确定表头参数：先选好一个合适的表头，知道它的满偏电流Ig和内阻Rg。-计算各挡电阻：根据要测量的电学量范围，按照前面讲的改装电流表、电压表、欧姆表的公式来计算需要并联或串联的电阻值。-考虑电路布局：要合理安排电路元件的布局，使电路简洁、稳定，并且便于操作和读数。习题：1、一个表头满偏电流Ig=50μA，内阻Rg=800Ω，要把它改装成量程为0.5A的电流表，求需要并联的电阻R的值。2、若表头满偏电流Ig=30μA，内阻Rg=1200Ω，要改装成量程为15V的电压表，计算需要串联的电阻R的值。3、某欧姆表内部电源电动势E=1.5V，内阻r=1Ω，表头内阻Rg=200Ω，调零电阻R=300Ω，当表头指针指在刻度盘中间位置时，求中值电阻。答案：1、根据I=Ig+(IgRg)/R，0.5=50×10⁻⁶+(50×10⁻⁶×800)/R，解得R≈0.08Ω。2、由U=Ig