再谈欧姆表的工作原理
人民教育出版社发行的普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-1第65页“说一说”栏中,有多用电表的简化电路图,其中欧姆表的两个倍率档的设置值的商榷,本人认为有两个原因:一是该问题中没有涉及欧姆表的 倍率档,并且图中所给的条件不足无法做出肯定的回答;二是多用电表中很少用到多个电源,与实际多用电表的欧姆档的工作原理相差很远。不如只留其中一个倍率档。
那么我们在来讨论欧姆表的工作原理,由闭合电路欧姆定律可知;
I =E E , 若I =I g 时,则有I g =R +r R 1+R g +r
I g
2时,则外接电阻R: 1. 当I =
I g
2=2E E R =-(R 1+r +R g ) =R 1+r +R g I g R +R 1+r +R g
E -(R 1+r +R g ) I 由此可见,欧姆表的中値电阻等于其内阻。 2当I 为任意值时,则外接电阻R=
对于一个多用电表来说,E, R 1,r,Rg 均为定值,R 与I 是一一对应的关系,也可以看出不是正比关系,因此,我们就可以吧电流表改成欧姆表,用来测量电阻的大小。同时欧姆表的刻度并不均匀,也就是这个原因,我们使用欧姆表时,尽量让指针指在中值电阻附近,因此我们就可以从中值电阻判断其适宜测量的电阻范围,从这个公式中也可以看到要改变欧姆表的倍率档,有两条路可走;一是改变电源的电动势。二是改变表的内阻(满偏电流)。而课本图中,哪个档位高低,需确定电源电动势的高低,电动势高则倍率档高,而实际多用电表的是如何改变倍率档。其工作原理如何。
笔者就以上海国光仪表厂生产的MF40型袖珍多用电表的欧姆档为例谈谈其倍率档的工作原理,其欧姆表档的中值刻度为8K Ω,其简化电路图如下。
·
1当接通×1K 时,其电阻为8K, `红黑表笔短接, 则I . 5
m =1
8K =187. 5µA, 因I g =µA, 则I 1=I m -I g =57. 5µA
根据并联电路特点可知,设接入电流计的电阻为x, 则有:
130·(1170+x)=57.5·(3750+850-x)
则x=600Ω
因此,调节滑动变阻器,使接入的电流计的电阻为600Ω时,则电流计指针指到满偏刻度,其内阻为8000Ω. 此时若外接一电阻,指针指到半满偏刻度时,其待测电阻为8000Ω.
2. 当接通×100倍率档时,其内阻大约:
111
R =890+8000 则R=800.9Ω
若此时外测一电阻,指针指到半满偏刻度时,考虑电源内阻,则其值大约为800Ω.
3. 当接通×10倍率档时,其内阻为:
1
R =1
80+1
8000 则R=79.21Ω
若此时外侧一电阻,指针指到半满偏刻度,考虑电源内阻,则其值大约为80Ω. 有上面可以看出欧姆表通过改变内阻,而改变电流表的量程,改变通过待测电阻的电流,以此达到改变欧姆表的倍率档。
作者:王守振 单位:封丘县第二高级中学 地址:河南省封丘县鲁岗乡鲁岗村 联系电话:[1**********] 邮政编码:453300
再谈欧姆表的工作原理
人民教育出版社发行的普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-1第65页“说一说”栏中,有多用电表的简化电路图,其中欧姆表的两个倍率档的设置值的商榷,本人认为有两个原因:一是该问题中没有涉及欧姆表的 倍率档,并且图中所给的条件不足无法做出肯定的回答;二是多用电表中很少用到多个电源,与实际多用电表的欧姆档的工作原理相差很远。不如只留其中一个倍率档。
那么我们在来讨论欧姆表的工作原理,由闭合电路欧姆定律可知;
I =E E , 若I =I g 时,则有I g =R +r R 1+R g +r
I g
2时,则外接电阻R: 1. 当I =
I g
2=2E E R =-(R 1+r +R g ) =R 1+r +R g I g R +R 1+r +R g
E -(R 1+r +R g ) I 由此可见,欧姆表的中値电阻等于其内阻。 2当I 为任意值时,则外接电阻R=
对于一个多用电表来说,E, R 1,r,Rg 均为定值,R 与I 是一一对应的关系,也可以看出不是正比关系,因此,我们就可以吧电流表改成欧姆表,用来测量电阻的大小。同时欧姆表的刻度并不均匀,也就是这个原因,我们使用欧姆表时,尽量让指针指在中值电阻附近,因此我们就可以从中值电阻判断其适宜测量的电阻范围,从这个公式中也可以看到要改变欧姆表的倍率档,有两条路可走;一是改变电源的电动势。二是改变表的内阻(满偏电流)。而课本图中,哪个档位高低,需确定电源电动势的高低,电动势高则倍率档高,而实际多用电表的是如何改变倍率档。其工作原理如何。
笔者就以上海国光仪表厂生产的MF40型袖珍多用电表的欧姆档为例谈谈其倍率档的工作原理,其欧姆表档的中值刻度为8K Ω,其简化电路图如下。
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1当接通×1K 时,其电阻为8K, `红黑表笔短接, 则I . 5
m =1
8K =187. 5µA, 因I g =µA, 则I 1=I m -I g =57. 5µA
根据并联电路特点可知,设接入电流计的电阻为x, 则有:
130·(1170+x)=57.5·(3750+850-x)
则x=600Ω
因此,调节滑动变阻器,使接入的电流计的电阻为600Ω时,则电流计指针指到满偏刻度,其内阻为8000Ω. 此时若外接一电阻,指针指到半满偏刻度时,其待测电阻为8000Ω.
2. 当接通×100倍率档时,其内阻大约:
111
R =890+8000 则R=800.9Ω
若此时外测一电阻,指针指到半满偏刻度时,考虑电源内阻,则其值大约为800Ω.
3. 当接通×10倍率档时,其内阻为:
1
R =1
80+1
8000 则R=79.21Ω
若此时外侧一电阻,指针指到半满偏刻度,考虑电源内阻,则其值大约为80Ω. 有上面可以看出欧姆表通过改变内阻,而改变电流表的量程,改变通过待测电阻的电流,以此达到改变欧姆表的倍率档。
作者:王守振 单位:封丘县第二高级中学 地址:河南省封丘县鲁岗乡鲁岗村 联系电话:[1**********] 邮政编码:453300