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給初中生講講高中物理之《恒定電流》(中下)

2022-07-27 12:43 作者:素櫻羅的paper  | 我要投稿

大家好,今天我們講電表的改裝與多用電表(歐姆表)。

老規(guī)矩,先來兩道題回顧上一篇文章的知識。

2020新高考Ⅰ卷
習題2

答案還是會放在評論區(qū)。

我們來講電表的改裝。我們用的電流表和電壓表都是由表頭改裝而來。表頭就是一個靈敏電流計,它自己的測電流原理你不用管。接下來的講解我們讓表頭的滿偏電流為1mA,內(nèi)阻為100Ω。這也是很經(jīng)典的數(shù)據(jù)了。表頭自身沒啥本事,只能測很小的電流,自身阻值也不小。但如果它和其他東西合作,就能創(chuàng)造它的價值。

先來看電壓表。我們想要一個雙量程電壓表,量程為0~3V與0~15V。而表頭指針滿偏時其兩端電壓只有0.1V,我們要獲得0~3V的量程,那這時滿偏處的刻度就要把1mA改成3V,要湊滿3V,就要串聯(lián)一個電阻分2.9V的電壓。0.1V用100Ω,2.9V就用2.9kΩ。同理,為了獲得0~15V的量程,就再串一個電阻分12V電壓。3V用了3kΩ,12V就用12kΩ。我們就這樣改好了電壓表。然后,只要拿起修正帶,把G改成V,標上刻度就finish。

電壓表的內(nèi)芯

這里也可以看到,電壓表的內(nèi)阻確實很大,但也不是無窮大

為了獲得雙量程電流表,0~0.6A與0~3A量程,我們顯然需要給表頭并聯(lián)電阻分流。

電流表的內(nèi)芯

你能說說為什么這里3A的接線柱在0.6A接線柱的左邊嗎?

這里把具體阻值算出來有億點煩,所以我們就列個式子意思一下了。

這個方程組就給頭鐵大軍來解了

這樣,你應該也會改裝電流表了。一點也不難,對吧

多用電表大概長這樣

接下來看多用電表。多用電表也是由表頭改裝而來,能測交/直流電流、交/直流電壓和電阻。我們暫時不管交流,直流電流電壓的改裝原理與上面是一樣的,我們主要看它測電阻的原理

測電阻

我們首先將紅黑表筆(就是導線)連在一起,調(diào)節(jié)滑動變阻器使表頭滿偏。此時表筆之間接入電阻為0,我們就在刻度盤最右邊標上0。今后我們每次用多用電表測電阻時也都要進行這步操作調(diào)零,這一步有個專門的名字,叫歐姆調(diào)零。如果使用電表前發(fā)現(xiàn)指針不在最左邊于是扳回指針的操作也是調(diào)零,但這叫機械調(diào)零。

當指針半偏時,這說明其中的電流是滿偏電流的一半,也就是說表筆之間的電阻等于電表的內(nèi)電阻吧,假定電表內(nèi)阻為150Ω,那么待測阻值就是150Ω。我們叫這樣的數(shù)據(jù)為中值電阻。

當指針指向最左端時,說明沒有電流通過表頭,說明表筆之間的電阻為無窮大。

通過上面的分析,我們已經(jīng)能很明顯地看到,歐姆表的刻度不均勻。

刻度就可能是這樣分布的。顯然,為了減小誤差,我們要盡量讓指針往右邊偏。但我們要測的阻值可不一定就在這個范圍,所以多用電表的歐姆檔有多個倍率選擇。有“×1”的,“×10”的,“×100”的等等,如果指針都半偏,那么待測阻值分別為150Ω,1500Ω,15000Ω。每次換倍率都會改變阻值,于是要重新進行歐姆調(diào)零。其實就是調(diào)滑動變阻器改變中值電阻。這么說可能有些不清楚,我放個圖讓大家感受一下。

多用電表內(nèi)芯

1,2測電流,5,6測電壓。3,4測電阻。4的倍率會更高,因為多串了一個電阻,中值電阻大。

歐姆表測電阻一般誤差較大,所以用來粗略地測量。要精確測量還是用伏安法。歐姆表使用完后要把開關置于“OFF”檔或交流電壓最高檔。長期不用應取出電池。

好了,今天講的主要是電表。記得一鍵三連支持作者。

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