电压表的工作原理(电表原理及电表改装,一篇文章全搞懂!)

电压表的工作原理
    电表改装是安徽省中考的常客,电流表A和电压表V都可以通过灵敏电流计G改装得到,所以我们可以通过改装电流电压表深入了解电流和电压表的构造原理和特征。如果你对电流表电压表功能特征不熟悉,这篇文章就是为你准备的!

灵敏电流计
     灵敏电流计俗称表头,其作用是测量电路中微小电流,主要结构是线圈、磁铁和指针,工作时接入电路,当电流经过线圈时,线圈在磁场中受力转动,带动指针转动,根据指针偏转角度大小来显示电流的强弱。所以电流计的原理与电动机类似,但在考试时,为了简化和问题研究的方便,将其等效成一个电阻,同样适用于欧姆定律。

改装电压表

改装电流表

                                        安徽中考题
  (2014年21)实际测量中所使用的电流表是由小量程电流表改装而成的.图甲中是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=3 mA的电流表,其电阻Rg=10 Ω,要把它改装为一个量程为3 A的电流表(如图乙),问:
(1)当通过小量程电流表的电流为满偏电流时,它两端的电压为多少;
(2)需要给它并联一个多大的电阻R0;(计算结果小数点后保留两位数字)
(3)设改装后的电流表的电阻为R,比较R与R0的大小关系,并简单地说明理由.

 思路分析:

(1)小量程电流表两端的电压(2)并联电阻R0的阻值(3)改装后电流表的电阻Rx,比较R与R0关系
求解 所用公式 已知条件
U=IR 电流表的满偏电流Ig=3 mA,其电阻Rg=10 Ω
R=IU 改装后的电流表量程为3 A,(1)问结论
R1=R01+Rg1;导体横截面积增加,电阻变小 图乙所示,Rg与R0并联

解:(1)当小量程电流表的电流为满偏电流时:Ig=3 mA=0.003 A(1分)
根据公式I=RU可知它两端的电压:Ug=IgRg=0.003 A×10 Ω=0.03 V(1分)
(2)当把它改装为一个量程为3 A的电流表时,则需要和它并联的R0支路分流:I0=I总-Ig=3 A-0.003 A=2.997 A(1分)
又因为并联电路各支路电压相等,即U0=U1(1分)
所以并联电阻R0的阻值R0=U0/I0=0.03 V/2.997 A≈0.01 Ω(1分)
(3)改装成的电流表电阻也就是并联电路的总电阻,与两分电阻之间的关系为
(2分)
所以R<R0(其他合理解释均给分)(1分)
(也可解释为:改装后的电流表总阻为R,R为表头电阻并联R0后的总电阻,由于并联电阻相当的总电阻比最小的电阻都小,即R<R0)
   
   (2009年23). 常用的电压表是由小量程的电流表改装而成的.电流表也是一个电阻,同样遵从欧姆定律.图甲是一个量程为0~3 mA的电流表,当有电流通过时,电流可以从刻度盘上读出,这时的两接线柱之间具有一定的电压.因此,电流表实际上也可以当成一个小量程的电压表.已知该电流表的电阻为Rg=10Ω.
(1)若将这个电流表当成电压表使用,则刻度盘上最大刻度3 mA处应该标多大的电压值?
(2)如图乙所示,若将这个电流表串联一个定值电阻R后,使通过的电流为3 mA时,A、B之间的电压等于3 V,这样A、B之间(虚线框内)就相当于一个量程为0~3 V的电压表(图丙),求串联的定值电阻R的大小.

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