欧姆表的构造及工作原理.doc

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1、电阻的测量一、欧姆表的测量原理：欧姆表IG①欧姆表是测量电阻的仪表。右图的欧姆表的测量原理图。虚线方框内是欧姆表的内部结构（简化），它包含表头G、直流电源（常用干电池）及电阻（调零电阻及其它如保护电阻等的总电阻）；当被测电阻接入G电路后，通过表头的电流G其中ε为干电池两端的电压（测量时基本不黑笔红笔变）。由上式可知，对给定的欧姆表，I与有一一对应的关系，所以由表头指针的位置可以知道的大小。为了读数方便，可以事先在刻度盘上直接标出欧姆值。②欧姆表的刻度特点。与电流表和电压表不同，欧姆表的刻度有下面三个显著特点：A、电流表及电压表的刻度越向右数值越

2、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，因为总可以选择RΩ的值以保证当Rx=0时流过表头的电流恰好等于它的满刻度电流（满偏电流）IGm。B、磁电式电流表及电压表的刻度是均匀的，欧姆表的刻度却是很不均匀，越向左边越密。这是因为刻度的疏密程度取决于上式中的电流I随Rx的变化规律。C、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到欧姆。③欧姆表的中值电阻。因为当Rx=0时表头电流等于它的满刻度电流IGm，所以把Rx=0及I=IGm代入上式就有

3、：，再将此式除以上式得：，是一定的，所以每个Rx值都对应一个确定的值。这个数值是很有实际意义，正是它唯一地决定着表针的位置。例如，当=1时，I=IGm，表针指最右端；当=1/2时，表针指在刻度盘的中心处，等等。可以这样理解：每个Rx值决定一个值，而每个值又决定一个表针位置。如果两个欧姆表不同的值，同一Rx就对应不同的，即对应不同的表针位置，它们的刻度情况就不一样。反之，只要两个欧姆表的值相等，它们的刻度情况就完全相同（可以共用一个刻度盘）。欧姆表的叫做它的中值电阻（简称中值），因为当时，由上面关系式可得：，表针恰指正中。换句话：中值电阻唯一地决

4、定了欧姆表的刻度。中值电阻一经确定，刻度盘的刻度便将全盘定局。400④欧姆表的测量范围。虽然作何欧姆表的刻度都从0到欧姆，但因为越向左刻度越密，所以当被测电阻Rx很大时就难以准确读数。以右图为例，当Rx=200欧姆以上时，读数已很困难，当Rx=1000欧姆以上时，甚100至无法读数。要想较准确地测出1000欧姆左右的阻值，应该换用一个中值电阻0较大的欧姆表。把图中的欧姆表称为甲Ω表，设另一个为乙表，其中值电阻是甲表的100倍（即1200欧）。只要把甲表的每个刻度值乘以100，便可得到乙表的刻度值。于是，当Rx=1000欧时，乙表的指针将指在中间

5、附近，读数便准确得多；反之，对于小的Rx值（例如几欧时），用乙表测量就不如甲表准确。所以测量大电阻时要用中值电阻大的欧姆表，反之要用中值小的欧姆表。实际使用的欧姆表通常有几个中值（几档），为了统一用一个刻度盘，相邻中值之比总是10或100。例如，最常用的欧姆表有×1、×10、×100、×1000等档，使用×1档时，中值就是刻度盘正中的欧姆值；使用×10档时，中值是刻度盘正中数值的10倍，因而其他刻度值也应乘以10。其余各档可以类推。二、电阻的测量、半偏法与测量误差：电阻的测量方法有以下几种：⑴伏安法（包含图解法）、⑵欧姆表（直接测量）法、⑶半偏

6、法、⑷电桥法。⑴伏安法：这种方法我们已经比较熟悉，就通过（部分电路的欧姆定律），用伏特表测出Rx两端的电压，用安培表测出通过Rx的电流，直接计算Rx的值，或通过作~曲线，算出曲线的斜率（为直线的倾斜角）得到Rx的值。⑵欧姆表测量法。上面已经介绍过。注意欧姆表的读数方法与及中值电阻的意义和应用。R2R1RGKG⑶半偏法。这种方法比较简单，通常只需用一只表，比如在测量某一个伏特表或安培表（或微安表、毫安表）的内阻时，都可以用此法。下面以测量某灵敏电流表的内阻RG为例介绍半偏法。电路如下图所示（其中R1为阻值50的滑动变阻器、R2为电阻箱、电源为6V

7、电源，RG约1K左右）。具体操作:①按图连接好线路后，将滑动变阻器的动片置于最左端；②令电阻箱R2阻值置于零位置；③将滑动变阻器的触片慢慢向右移动，使灵敏电流计通过的电流达到满偏值IG；④再将电阻箱R2的阻值慢慢增大，令通过灵敏电流表的电流减小至；⑤则读出的电阻箱的阻值就等于RG的值（为什么？请你讲述本实验的原理）。这个实验操作比较简单，但存在着一定的误差，为了减小实验误差，通常采用阻值较小滑动变阻器R1。（本实验中测出的RG的值较真实值是偏大还是偏小呢？）