电流表内阻测量的几种方法

电流表内阻测量的几种方法

灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数:满偏电流、满偏时电流表两端的电压和内阻。一般灵敏电流表的为几十微安到几毫安,为几十到几百欧姆,也很小。将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。本文拟谈几种测定电流表内阻的方法。

一. 半偏法

这种方法教材中已做介绍。中学物理实验中常

测定J0415型电流表的内阻。此型号电流表的量程

为0-200所示。 ,内阻约为,实验电路如图1

操作要点:按图1连好电路,S2断开,S1闭合,

调节变阻器R,使待测电流表G的指针满偏。再将

S2也闭合,保持变阻器R接在电路中的电阻不变,调节电阻箱R’使电流表G的指

针半偏。读出电阻箱的示值R’,则可认为。

实验原理与误差分析:认为S2闭合后电路中的总电流近似不变,则通过电阻箱的电流近似为。所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等。实际上S2闭合后电路中的总电流要变大,所以通过电阻箱的电流要大于,电阻箱的示值要小于电

流表的内阻值。为了减小这种系统误差,要保证变阻器接在电路中的阻值

,从而使S2闭合前后电路中的总电流基本不变。R越大,系统误差越小,

但所要求的电源电动势越大。实验中所用电源电动势为8-12V,变阻器的最大阻值为左右。

二. 电流监控法实验中若不具备上述条件,可在电

路中加装一监控电流表G’,可用与被测电流表相同型

号的电流表。电源可用1.5V干电池,R用阻值为

的滑动变阻器,如图2所示。

实验中,先将S2断开,S1接通,调节变阻器R的值,

使被测电流表G指针满偏,记下监控表G’的示值。再接通S2,反复调节变阻

器R和电阻箱R’,使G的指针恰好半偏,而G’的示值不变。这时电阻箱R’的示值即可认为等于G的内阻。这样即可避免前法造成的系统误差。

用图2所示电路测量电流表G的内阻,也可不用半偏法。将开关S1、S2均接通,

读出被测电流表G的示值

三. 代替法

按图3所示连接电路,G为待测电流表,G’为监

测表,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。

先将S2拨至与触点1接通,闭合S1,调节变阻器

R,使监测表G’指针指某一电流值(指针偏转角度大

些为好),记下这一示值。再将单刀双掷开关S2拨至

与触点2接通,保持变阻器R的滑片位置不变,调节

电阻箱R’,使监测表G’ 恢复原来的示值,则可认

为被测电流表G的内阻等于电阻箱的示值。

用这种方法,要求监测表的示值要适当大一些,这样灵敏度较高,测量误差较小。

四. 电压表法 、监控表G’的示值、电阻箱的示值R’,则可根计算出电流表G的内阻。

原则上得知电流表两端的电压U和通过它的电流I,就可以利用计算出它的内阻。但若测量J0415型电流表的内阻,满偏时它的电压才是0.1V,用J0408型电压表的3V量程测量,指针才偏转一个分度。这样因读数会引起很大的偶然误差。所以不宜用一般电压表直接测量电流表两端的电压。

可用如图4所示电路,将待测电流表G与电阻箱串联后再与电压表并联。闭合开关S,调节变阻器与电阻箱,使电流表和电压表的指

针均有较大的偏转,读出电压表的示数U、电流表的示

值I和电阻箱的示值R’,则据

表的内阻。 得出电流

减小字体 增大字体

电源要用2节干电池,电压表用3V量程,用最大阻值为左右的变阻器。

五. 用内阻、量程已知的电流表代替电压表

按图5连接电路,G为待测内阻的电流表,G’为内阻、

量程已知的标准电流表,E为1.5V的干电池一节,R

为阻值为几十欧姆的滑动变阻器。

调节变阻器R,使两电流表的指针均有较大的偏

转。读出电流表G’的示值,设其内阻;读出

被测电流表G的示值

流表G的内阻值。

,则据可得出电

电流表内阻测量的几种方法

灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数:满偏电流、满偏时电流表两端的电压和内阻。一般灵敏电流表的为几十微安到几毫安,为几十到几百欧姆,也很小。将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。本文拟谈几种测定电流表内阻的方法。

一. 半偏法

这种方法教材中已做介绍。中学物理实验中常

测定J0415型电流表的内阻。此型号电流表的量程

为0-200所示。 ,内阻约为,实验电路如图1

操作要点:按图1连好电路,S2断开,S1闭合,

调节变阻器R,使待测电流表G的指针满偏。再将

S2也闭合,保持变阻器R接在电路中的电阻不变,调节电阻箱R’使电流表G的指

针半偏。读出电阻箱的示值R’,则可认为。

实验原理与误差分析:认为S2闭合后电路中的总电流近似不变,则通过电阻箱的电流近似为。所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等。实际上S2闭合后电路中的总电流要变大,所以通过电阻箱的电流要大于,电阻箱的示值要小于电

流表的内阻值。为了减小这种系统误差,要保证变阻器接在电路中的阻值

,从而使S2闭合前后电路中的总电流基本不变。R越大,系统误差越小,

但所要求的电源电动势越大。实验中所用电源电动势为8-12V,变阻器的最大阻值为左右。

二. 电流监控法实验中若不具备上述条件,可在电

路中加装一监控电流表G’,可用与被测电流表相同型

号的电流表。电源可用1.5V干电池,R用阻值为

的滑动变阻器,如图2所示。

实验中,先将S2断开,S1接通,调节变阻器R的值,

使被测电流表G指针满偏,记下监控表G’的示值。再接通S2,反复调节变阻

器R和电阻箱R’,使G的指针恰好半偏,而G’的示值不变。这时电阻箱R’的示值即可认为等于G的内阻。这样即可避免前法造成的系统误差。

用图2所示电路测量电流表G的内阻,也可不用半偏法。将开关S1、S2均接通,

读出被测电流表G的示值

三. 代替法

按图3所示连接电路,G为待测电流表,G’为监

测表,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。

先将S2拨至与触点1接通,闭合S1,调节变阻器

R,使监测表G’指针指某一电流值(指针偏转角度大

些为好),记下这一示值。再将单刀双掷开关S2拨至

与触点2接通,保持变阻器R的滑片位置不变,调节

电阻箱R’,使监测表G’ 恢复原来的示值,则可认

为被测电流表G的内阻等于电阻箱的示值。

用这种方法,要求监测表的示值要适当大一些,这样灵敏度较高,测量误差较小。

四. 电压表法 、监控表G’的示值、电阻箱的示值R’,则可根计算出电流表G的内阻。

原则上得知电流表两端的电压U和通过它的电流I,就可以利用计算出它的内阻。但若测量J0415型电流表的内阻,满偏时它的电压才是0.1V,用J0408型电压表的3V量程测量,指针才偏转一个分度。这样因读数会引起很大的偶然误差。所以不宜用一般电压表直接测量电流表两端的电压。

可用如图4所示电路,将待测电流表G与电阻箱串联后再与电压表并联。闭合开关S,调节变阻器与电阻箱,使电流表和电压表的指

针均有较大的偏转,读出电压表的示数U、电流表的示

值I和电阻箱的示值R’,则据

表的内阻。 得出电流

减小字体 增大字体

电源要用2节干电池,电压表用3V量程,用最大阻值为左右的变阻器。

五. 用内阻、量程已知的电流表代替电压表

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量程已知的标准电流表,E为1.5V的干电池一节,R

为阻值为几十欧姆的滑动变阻器。

调节变阻器R,使两电流表的指针均有较大的偏

转。读出电流表G’的示值,设其内阻;读出

被测电流表G的示值

流表G的内阻值。

,则据可得出电


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