在高中物理学习中,大多数同学认为,欧姆表是一个较难理解,难掌握的一个仪器,内部电路更是看不懂,如何快速从电路图上,分析出各个档位是什么?首先我们先搞懂欧姆表的基本原理,内部结构图,下面图片,是一个多用电表,就是电压表、电流表、欧姆表组合在一起的多用电表。
下面一个选择旋钮,分别对应不同的电压电流欧姆表的不同档位。
欧姆表只是其中一个电表,它的刻度是最上面一排刻度,并且刻度不均匀,与电压表电流表不同的是,欧姆表的0刻度在右边,无穷大在左边,具体原因下面还要讲解。
下面这个图,是欧姆表的内部电路图,它有表头G,电池,调零电阻构成,外部接红黑表笔,用来测外电阻。
当红黑表笔短接时,电路中的电流最大,调节调零电阻,使它达到满偏电流Ig,此时:Ig=E/R内,R内=r+Rg+R0,如果外边接待测电阻Rx,则:I=E/(R内+Rx)。
从式子可以看出,电流I与Rx不成正比,所以刻度不均匀。
待测电阻Rx越大,电流 I 越小,指针越偏向左方,所以左方刻度电阻越大,最左边是无穷大,这就是为什么欧姆表的0刻度,与电压表电流表相反的原因。
二、如何快速从下面图中看出分别是什么档位?电流表:改装电流表,需要并联电阻,从下面图中,可以看出并联电阻的有1和2,那么哪个是量程比较大的呢?很显然,并联电阻越小,分流越大,能够承受的总电流越大,这个就是量程比较大的档位,所以1是大量程的电流表,2是小量程的电流表。
电压表:串联电阻分压,串的电阻越大,分的电压越大,和表头一起能够承担的电压就越大,所以开关3和4,谁的电阻大,谁的量程大。
欧姆表:如果当欧姆表用时,必须用到电池,所以接电池的是欧姆表的档位。
你明白了吧?
要回答这个问题首先要弄清欧姆表的工作原理。
现以我们常见的指针式万用表为例作一简单介绍。
下面是万用表的交直流电压、直流电流和直流电阻的基本原理图根据提问要求我们重点介绍一下直流电阻档。
为适合测量不同阻值电阻的需要,欧姆档分成了若干档位。
从测小阻值的Rⅹ1至兆欧级的Rx10K,有的甚至可到Rx100K。
欧姆档的核心参数是表盘的中心值,中心值附近就是本档位的最佳量程。
比如MF47型的中心值为16.5。
用Rx1档它表示16.5Ω,而到Rx10K档就成了165KΩ。
同时这个中心值也代表不同档位的内阻。
如不知欧姆表的中心值,可把表中电池取出然后把电池处短接,用另外一个欧姆表直接测输出端既可。
下面是MF47万用表的原理图:图中的红色部分为各欧姆档的倍率电阻。
Rx1档的倍率电阻为16.5Ω,它和图中的两个蓝色分流电阻及表头内阻共同构成串并联混合电路,由于倍率电阻远小于表头内阻,所以并联后的总阻值仍视为16.5Ω。
当表笔短路时指针位于滿度位置。
此时相当于在电池和表头之间已经串联一个16.5Ω电阻,由于表笔间处于短路状态,所以我们把满度位置定义为0Ω。
当我们测量另外一个16.5Ω电阻时,电池和表头之间的总电阻加大了一倍,通过表头的电流则下降了50%,所以指针正好位于表盘中部,我们就可直接读出被测电阻的阻值为16.5Ω。
而其它档位的倍率电阻越来越大,但目的都是为拼凑各档的内阻和中心刻度相符,以达到测量不同电阻的要求。
知道了欧姆表的原理和基本特征,就可以很快从纷杂的万用表电路中找到欧姆档部分,并且根据内阻确定本档位的量程,还可以此为依据为没有表盘的欧姆表配置或自行绘制表盘。
以上是我的回答。
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