如何实现欧姆表的不同倍率
有这样一道实验题,共有两问,现只讨论其第二问,题目如下:
(2)将G表改装成两种倍率(如“×1”、“×10”)的欧姆表。现有两种备
选电路,如图2和图3所示,则图(选填“2”或“3”)为合理电路;另一
种电路不合理的原因是
,在合理的
电路中,当开关S合向
端,这时的欧姆表是较大的倍率挡。
RaG
Rb
Rb
G
R
a
b
s
R
Rc
E
Ecsd
图2
图3
答案:图2原因:图3中的电路c和d所对应的电源电动势和满偏电流
最大电流相同,则对应中值电阻相同,即同一种倍率(其它答案意思讲酌情给
分)b
在考试时,这道题的得分率很低,即使是得分的同学也有很多是随机猜测
的。学生普遍觉得无从下手,不知如何分析,究其原因,是对“改装成两种倍率
(如“×1”、“×10”)的欧姆表”不理解,不知如何实现欧姆表的不同倍率。
要解决欧姆表的不同倍率问题则需要先回顾一下欧姆表的测量原理。欧姆
表是测量电阻的仪表,其测量原理图如右下图所示。它是由电流表表头、直流电
源、电位器和红、黑二表笔串联而成。虚线框内是欧姆表的内部结构(简化),
则rR0Rg即为欧姆表的内阻R内。当被测电阻Rx接入电路后,通过表头的电流
fI
E
rRgR0Rx
即
Rx
EI
r
Rg
R0
由上式可知,对给定的欧姆表,I与Rx有E
一一对应的关系,所以由表头指针的位置可以
RgG
rR0
知道Rx的大小。为了读数方便,事先在刻度盘
上直接标出欧姆值。
红
黑
Rx
由欧姆表的原理可以看出,与电流表或
电压表不同,欧姆表的刻度有以下三个显著
特点:
(1)、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“0Ω”的数值,因为我们总可以选择R0的值以保证当Rx0时流过表头的电流恰好等于它的满刻度电流Ig。
2、磁电式电流表及电压表的刻度是均匀的,欧姆表的刻度却很不均匀,
越向左边越密。这是因为刻度的疏密程度取决于导数dIdRx,由通过表头的电流
表达式I
E
得,dI
E
rRgR0Rx
dRx
rRgR0Rx2
上式表明Rx越大dIdRx越小,故越向左边刻度越密。(3)、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。
那这是否表明所有的欧姆表都有相同的刻度?是否欧姆表不存在量程问
题?不是的!要认识这个问题先让我们再熟悉一下欧姆表的中值电阻。
欧姆表在每次换挡位后测量电阻前都必须进行欧姆调零,即将两表笔短接r