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| 課題 | 電流表的改裝與校準(zhǔn) 多量程電流表的設(shè)計(jì)與制作 |
| 教學(xué)目的與要求： 通過(guò)本次課學(xué)習(xí)，加深理解分流電阻的概念。 學(xué)會(huì)校準(zhǔn)電流表 設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表。 | |
| 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)：測(cè)定表頭內(nèi)阻。 本節(jié)課教學(xué)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表。 | |
| 教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 采用教師問(wèn)，學(xué)生答形式。 1．如何測(cè)定表頭內(nèi)阻？ 2．如何改裝成電流表、多量程電流表？ | |
| 課堂練習(xí)、作業(yè)： 【討論題】 1．將100μA的表頭改裝成?10mA?的電流表，你有什么方法？ 2. 將100μA的表頭改裝成多量程的250μA，10mA,100mA的電流表，你有什么辦法？ 【思考題】 （1） 如何用半篇法，替代法測(cè)量表頭的內(nèi)阻R? （2） 如何擴(kuò)大微安表的量程，如何校準(zhǔn)電流表? （3） 根據(jù)我標(biāo)（GB）規(guī)定，電表分哪7個(gè)等? 測(cè)量值的誤差如何計(jì)算? （4） 本實(shí)驗(yàn)中的滑線變阻器在連接上和作用上有何不同? （5） 校正電流表時(shí)發(fā)現(xiàn)改裝表的讀數(shù)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏高，試問(wèn)要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)表的數(shù)值，改裝表的分流電阻應(yīng)調(diào)大還是調(diào)小？ | |
| 本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)： 1.表頭內(nèi)組的測(cè)量。 2.改裝成電流表的分流電阻。 3.多量程電流表的設(shè)計(jì)與改裝。 | |
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?span lang="EN-US">
1.通過(guò)本次課學(xué)習(xí)，加深理解分流電阻的概念。
2.學(xué)會(huì)校準(zhǔn)電流表
3.設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表。
2.實(shí)驗(yàn)儀器
微安表（量程
3. 實(shí)驗(yàn)原理
圖1
（1） 擴(kuò)大微安表的量程
若要擴(kuò)大微安表（或毫安表）的量程，只要在微安表兩端并聯(lián)一個(gè)低電阻Rs，（稱(chēng)為分流電阻）即可，如圖1所示。由于并聯(lián)了分流電阻Rs，大部分電流將從Rs流過(guò)，這樣由分流電阻Rs和表頭組成的整體就可以測(cè)量較大的電流了。
設(shè)微安表的量程Ig ，內(nèi)阻為Rg ，若要把它的量程擴(kuò)大為I0 ，分流電阻Rs應(yīng)當(dāng)多大？
當(dāng)AB間的電流為I0時(shí)，流過(guò)微安表的電流為Ig （這時(shí)微安表的指針剛好指到滿刻度），流過(guò)Rs的電流Is= I0 - Ig ，由于并聯(lián)電路兩端電壓相等，故
通常取I0= 10Ig ，100Ig ，… ，故分流電阻Rs一般為Rg/9 ，Rg/99，…。 即：要把表頭的量程擴(kuò)大m倍，分流電阻應(yīng)取
（2） 表頭內(nèi)阻的測(cè)量（半偏法，替代法）
由（1）式知，在改裝電表前，先應(yīng)知道表頭的內(nèi)阻Rg 。
圖2
測(cè)量微安表內(nèi)阻Rg的方法很多，在實(shí)驗(yàn)課上已經(jīng)使用了半偏法測(cè)電表的內(nèi)阻，這里咱們主要用代替法測(cè)量表頭的內(nèi)阻
，即將被測(cè)表M和另一微安表N串聯(lián)起來(lái)，再在兩端加一定的電壓VAC，使N的讀數(shù)等于某一定值In （In一般為滿度的三分之二為宜），如圖2（左圖）所示。然后保持VAC不變，用電阻箱R取代M，如圖2（右圖）所示，使N的讀數(shù)仍為In，此時(shí)R的阻值就等于微安表M的內(nèi)阻Rg 。
4. 實(shí)驗(yàn)步驟
（1） 測(cè)量微安表M的內(nèi)阻
1） 按圖3接好線路，圖中E為穩(wěn)壓電源，K1即電源開(kāi)關(guān)，R1為滑線變阻器，R2為ZX21型電阻箱，K2是單刀雙擲開(kāi)關(guān)，M和N是兩個(gè)同型號(hào)的微安表。請(qǐng)教師檢查后，再進(jìn)行下面的步驟。
圖3
3） 因?yàn)槲脖?i>M的內(nèi)阻約為2000Ω，故先將R2調(diào)到2000Ω，再把K2扳向2，仔細(xì)調(diào)節(jié)R2，使N的讀數(shù)仍為
（2） 把量程為
1） Ig=
圖4
3） 打開(kāi)K1，將電源E的輸出電壓仍保持為2V，調(diào)節(jié)A、C之間的電壓VAC，當(dāng)微安表M的讀數(shù)IW ，分別為
圖5 圖5
4） 以IG為橫坐標(biāo)，Δ I＝（IB一IG）為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出 Δ I ~ IG校準(zhǔn)曲線（應(yīng)將各點(diǎn)連成折線，而不是光滑曲線）。以后使用改裝的毫安表時(shí)，可以根據(jù)校準(zhǔn)曲線修正毫安表的讀數(shù)。校準(zhǔn)曲線可參考圖5所示。
5）實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理
（1）測(cè)量微安表M的內(nèi)阻 Rg＝ Ω
（2）把量程為
Rs＝ Ω
| | 0.0 | 10.0 | 20.0 | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 60.0 | 70.0 | 80.0 | 90.0 | 100.0 |
| | 0.0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | 9.0 | 10.0 |
| | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | |
（3）把量程為
表頭參數(shù)：Ig=100微安 Rg=2000歐姆
要求改裝為多量程電表，其中多量程電流表的量程為250微安、1mA，10mA,電路如圖6所示。250μA，1mA，10mA分別比100μA擴(kuò)
A B C D 圖6
大了2.5倍、10倍和100 倍。所以根據(jù)電流表量程的擴(kuò)展原則得：
R1= （R1+R2）= （R1+R2+R3）=
解方程可以得到：
R1=33.3Ω R2=300Ω R3=1000Ω
5. 常識(shí)介紹
（1） 電表的等
根據(jù)我標(biāo)（GB）規(guī)定，電表的等分為以下7：
0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0
如果用A表示電表的量程，用K表示電表的等，那么當(dāng)電表的指針指示某測(cè)量值時(shí)，該測(cè)量值的大誤差
ΔN = A ´ K %
例如量程15mA，等為1.0的毫安表，那么當(dāng)電表的指針指示某一測(cè)量值時(shí)，該測(cè)量值的大誤差為
ΔN = 15 ´ 1.0 % = 0.15 mA
（2） 電表標(biāo)度盤(pán)各種符號(hào)的意義
此表為根據(jù)家規(guī)定的電氣儀表的主要技術(shù)性能在電氣儀表面板上的標(biāo)記。使用電表時(shí)，應(yīng)先認(rèn)真看清有關(guān)標(biāo)記，正確使用。如本實(shí)驗(yàn)所用的伏特表在表盤(pán)右下角標(biāo)有“┌┐”標(biāo)記，表示該表應(yīng)水平放置，不能豎立起來(lái)讀數(shù)。
常見(jiàn)電氣儀表面板上的標(biāo)記
| 名 稱(chēng) | 符 號(hào) | 名 稱(chēng) | 符 號(hào) | ||
| 測(cè)量?jī)x表符號(hào) | 〇 | 磁電儀表 | ∩ | ||
| 檢流計(jì) | G | 靜電儀表 | = | ||
| 安培表 | A | 直流 | ─ | ||
| 毫安表 | mA | 交流（單相） | | ||
| 微安表 | μA | 直流和交流 | | ||
| 伏特表 | V | 標(biāo)度尺準(zhǔn)確度等 | 1.5 | ||
| 毫伏表 | mV | 指示準(zhǔn)確度等（1.5） | 1.5 | ||
| 千伏表 | kV | 標(biāo)度尺為垂直 | ⊥ | ||
| 歐姆表 | Ω | 標(biāo)度尺為水平 | ┌┐ | ||
| 兆歐表 | MΩ | 緣強(qiáng)度（試驗(yàn)電壓2kV） | 2 | ||
| 負(fù)端鈕 | ─ | 接地端 | ⊥ | ||
| 正端鈕 | + | 調(diào)零 |
| ||
| 公共端鈕 | * | Ⅱ防外電和防外磁 | II II |
圖6
