1、- 1 -实验：把电流表改装成大量程电流表和电压表弥勒市第四中学 张辉一、实验目的：1、用半偏法测电流表的内阻2、将电流表改装为电压表二、实验仪器电流计（表头） 滑动变阻器 开关 电阻箱 电源 导线若干三、实验原理电表在电学测量中有着广泛的应用，因此如何了解电表和使用电表就显得十分重要。电流计（表头）由于构造的原因，一般只能测量较小的电流和电压，如果要用它来测量较大的电流或电压，就必须进行该装，以扩大其量程。万用表的原理就是对微安表头进行多量程改装而来，在电路的测量和故障检测中得到了广泛的应用。常见的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的可以转动的线圈、用来产生机械反力矩的游丝、指
2、示用的指针和永久磁铁所组成。当电流通过线圈时，载流线圈在磁场中就产生一磁力矩 M 磁 ，使线圈转动并带动指针偏转。线圈偏转角度的大小与线圈通过的电流大小成正比，所以可由指针的偏转角度直接指示出电流值。用 Ig 表示电流计（表头）的满偏电流，Ug 表示电流计（表头）的满偏电压，Rg 表示电流计的内阻，则 Ug=IgRg 即：满偏电压等于满偏电流与内阻的乘积。1、把内阻为 Rg，满偏电流为 Ig 的电流计改装成量程为 U 的电压表。所谓改装成量程为 U 的电压表，其实质就是在电流计的两端加上 U 的电压电流计刚好满偏，如图 1 所示为即将要改装的电流计，但是我们不能直接把电压 U 加在电流计两端，
3、因为电流计的满偏电压 Ug=IgUg 非常小会烧坏电流计。为了使电流计两端加上 U 的电压而使电流计刚好满偏，得在电流计上串联一个电阻 R 来分压，如图 2 所示当串联一个电阻 R后，在电流计 G 和 R 电阻的两端加上 U 的电压，在 R 的阻值为某一值时，电流计 G 两端的电压刚好为满偏电压 Ug，那么如图 3 所示 虚线框内电流计和电阻 R 就可以看成是一个量程为 U 的电压表。R=3、把内阻为 Rg，满偏电流为 Ig 的电流计改装成量程为 I 的电流表，所谓改装成量程为 I 的电流表，其实质就是在电流计的两端加上 I 的电流，电流计刚好满偏，如图 1 所示为即将要改装的电流计，但是我们
4、不能直接把电流 I 加在电Ig Rg图 1UIg Rg RUg图 2Ig Rg图 3- 2 -流计两端，因为电流计的满偏电流 Ig 非常小会烧坏电流计，为了使电流计两端加上电流 I 而使电流计满偏，得在电流计上并联上一个电阻 R 来分流，如图 4所示，当并联一个电阻 R 后，在电流计 G 和 R 电阻的两端加上 I 的电流，在 R的阻值为某一值时，电流计 G 两端的电流刚好为满偏电流 Ig，那么如图 5 所示 虚线框内电流计和电阻 R 就可以看成是一个量程为 I 的电流表。R=所以要将一个小量程的电流计改装成大量程的电压表和电流表，必须知道电流计的内阻和满偏电流（可从表盘上读出） ，以及将要改
5、装的量程。四、实验过程本实验的实验过程分三步：1、半偏法测电流计的内阻 2、改装 3、校对1、半偏法测电流计的内阻。（1） 电路连接，按照图 6 连接好电路。（2） 将 S1 闭合，保持 S2 断开，调节滑动变阻器使电流计 G 满偏。（3）保持 S1 闭合同时接通 S2，在保持 R 不变的前提下调节电阻箱 R的电阻，使电流计 G 的指针达到半偏。记下此时的电阻箱的阻值 R，则R= Rg (想想为什么，有没有误差？)2、改装 通过第一步骤我们已经知道了电流计的内阻 Rg，并且从表盘上能够知道它的满偏电流 Ig,把它改装成量程为 U 的电压表，计算出要串联多大的电阻 R R=(UIg Rg)/Ig
6、最后把电流计 G 与一个阻值为 R 的电阻串联，就成为了一个量程为 U 的电压表了。3、校对电流表改装成电压表后因为实验过程中有误差存在，所以改装后的电压表要和标准电压表进行校对。（1）按图 7 所示的电路图连接电路，并是变阻器R2 的滑片位于电阻 R2 的最左端。即 U=0（2）改变 R2 的阻值，使标准电压表的示数从 0 慢慢调起，观察电流计 G 的示数与标准电压表的示数是否相等，若不相等则微微调动变阻器 R1 的阻值，使两表示数相等。Ig RgIgIR图 4Ig RgIR图 5图 6S2RS1RGGVR1R2S图 7Ig Rg- 3 -五、实验注意事项1、在调节滑动变阻器的阻值使电流表满
7、偏时，滑动变阻器的阻值要比电流计的内阻大得多。2、半偏法测电阻的电源选电动势大的电源。3、校对改装后的电压表，使其达到满偏时，注意不要超过标准电压表的量程，校对电路要采用分压示电路。4、闭合开关 S1 时，必须先使滑动变阻器 R 的阻值由 0 调至最大。5、闭合开关 S2，调节电阻箱 R时，必须保持滑动变阻器的 R 的阻值不变。六、误差分析1、在用半偏法测表头内阻的过程中，当闭合开关 S2后，由于 R与电流表并联，R 并Ig,导致流过电阻箱的电流（IIg/2）Ig/2.所以表头的内阻的测量值小于真实值。2、根据电流表改装为伏特表的原理，与电流表串联的分压电阻阻值 R=U/IgRg,由于内阻 Rg 的测量值小于真实值，使 R 的计算值偏大，所以改装后的伏特表的量程 U 也偏大一些。七、实验改进（学生作业）针对半偏法测电阻的实验误差，请你设计 2 种较准确的测表头内阻方法。并说明原理及测法改进一：改进二：
