欧姆表的构造及工作原理.docx

欧姆表的构造及工作原理电阻的测量 一、欧姆表的测量原理： 欧姆表是测量电阻的仪表。右图的欧姆表的测量原理图。虚线方框内是欧姆表的内部结构，它包含表头G、直流电源e及电阻RW；当被测电阻Rx接入 电路后，通过表头的电流I=G I eRG RW+r+RG+Rxer红笔 欧姆表RW Rx 黑笔 其中为干电池两端的电压。由上式可知，对给定的欧姆表，I与Rx 有一一对应的关系，所以由表头指针的位置可以知道Rx的大小。为了读数方便，可以事先在刻度盘上直接标出欧姆值。 欧姆表的刻度特点。与电流表和电压表不同，欧姆表的刻度有下面三个显著特点：A、电流表及电压表的刻度越向右数值越大，欧姆表则相反，这是由于Rx越小I越大造成的。每个欧姆表刻度盘的最右端都可标以“0”的数值，因为总可以选择R的值以保证当Rx=0时流过表头的电流恰好等于它的满刻度电流IGm。B、磁电式电流表及电压表的刻度是均匀的，欧姆表的刻度却是很不均匀，越向左边越密。这是因为刻度的疏密程度取决于上式中的电流I随Rx的变化规律。C、电流表及电压表的刻度都是从0到某一确定的值，因此每个表都有一个确定的量程。但欧姆表的刻度却总是从0到¥欧姆。 欧姆表的中值电阻。因为当Rx=0时表头电流等于它的满刻度电流IGm，所以把Rx=0及I=IGm代入上式就有：IGm=eRW+r+RG ，再将此式除以上式得：IIGmII=RW+RG+r，(RW+r+RG)是一定的，所以每个Rx值都对应一个确定的(RW+RG)+r+RxIIGm值。IGm这个数值是很有实际意义，正是它唯一地决定着表针的位置。例如，当IGm=1时，I=IGm，表针指最右端；当IIGm=1/2时，表针指在刻度盘的中心处，等等。值，而每个I可以这样理解：每个Rx值决定一个IIGmIGm值又决定一个表针位置。如果IGm，即对应不同的表针位置，两个欧姆表不同的(RW+r+RG)值，同一Rx就对应不同的I它们的刻度情况就不一样。反之，只要两个欧姆表的(RW+RG)值相等，它们的刻度情况就完全相同。欧姆表的(RW+r+RG)叫做它的中值电阻，因为当Rx=RW+r+RG时，由上面关系式可得：IIGm=1 ，表针恰指正中。换句话：2中值电阻唯一地决定了欧姆表的刻度。中值电阻一经确定，刻度盘的刻度便将全盘定局。 1 欧姆表的测量范围。虽然作何欧姆表的刻度都从0到¥欧姆，但因为越向左刻度越密，所以当被测电阻Rx很大时就难以准确读数。以右图为例，当Rx=200欧姆以上时，读数已很困难，当Rx=1000欧姆以上时，甚 400 1.2K至无法读数。要想较准确地测出1000欧 100 3.6K姆左右的阻值，应该换用一个中值电阻 8.4K 较大的欧姆表。把图中的欧姆表称为甲 ¥0 表，设另一个为乙表，其中值电阻是甲 表的100倍。只要把甲表 的每个刻度值乘以100，便可得到乙表的刻度值。于是，当Rx=1000欧时，乙表的指针将指在中间附近，读数便准确得多；反之，对于小的Rx值，用乙表测量就不如甲表准确。所以测量大电阻时要用中值电阻大的欧姆表，反之要用中值小的欧姆表。实际使用的欧姆表通常有几个中值，为了统一用一个刻度盘，相邻中值之比总是10或100。例如，最常用的欧姆表有×1、×10、×100、×1000等档，使用×1档时，中值就是刻度盘正中的欧姆值；使用×10档时，中值是刻度盘正中数值的10倍，因而其他刻度值也应乘以10。其余各档可以类推。 二、电阻的测量、半偏法与测量误差： 电阻的测量方法有以下几种：伏安法、欧姆表法、半偏法、电桥法。 伏安法：这种方法我们已经比较熟悉，就通过Rx=U测，用I测伏特表测出Rx两端的电压，用安培表测出通过Rx的电流，直接计算Rx的值，或通过作UI曲线，算出曲线的斜率K=tga得到Rx的值。 欧姆表测量法。上面已经介绍过。注意欧姆表的读数方法与及中值电阻的意义和应用。 半偏法。这种方法比较简单，通常只需用一只表，比如在测量某一个伏特表或安培表的内阻时，都可以用此法。下面以测量某灵敏电流表的内阻RG为例介绍半偏法。电路如下图所示。 G 具体操作: 按图连接好线路后，将滑动 R1 变阻器的动片置于最左端；令电阻箱 R2阻值置于零位置；将滑动变阻器的 触片慢慢向右移动，使灵敏电流计通过 的电流达到满偏值IG；再将电阻箱R2的阻值慢慢增大，令通过灵敏电流表的电流减小至RG R2 eK 1。 IG；则读出的电阻箱的阻值就等于RG的值2这个实验操作比较简单，但存在着一定的误差，为了减小实验误差，通常采用阻值较小滑动变阻器R1。 2