电压表的职业原理是何
电压表是一种用于测量电压的仪器,其职业原理与电动机相似,主要依赖于电流在磁场中的影响。这篇文章小编将详细探讨电压表的职业原理,以及其在实际应用中的重要性。
电压表的基本构造
电压表通常是由小量程电流表改装而成的。以中学生常用的电压表为例,它的内阻(Rg)为10欧姆,满偏电流(Ig)为30mA。根据欧姆定律,电压表的最大测量电压Ug可以通过公式Ug = Rg × Ig计算得出,即Ug = 10Ω × 0.03A = 0.3伏特。为了使电压表能够测量更高的电压,通常会采用分压原理。
分压原理的应用
在实际测量中,电压表的量程往往需要扩大。例如,如果我们希望将电压表的量程改装为3伏特或15伏特,可以通过串联电阻来实现。以3伏特为例,我们需要串联一个电阻R,使其分压为2.7伏特。根据分压原理,R的计算公式为R = 2.7V / 0.03A = 90Ω。同理,若要改装为15伏特的量程,则需要串联一个电阻R’,使其分压为14.7伏特,计算得R’ = 490Ω。
电压表的内阻与量程
在改装电压表时,整个电压表的内阻是所有串联电阻的总和。例如,若将90Ω和490Ω的电阻与电流表的内阻10Ω相加,得到的总内阻为500Ω。此时,电压表的满偏电流30mA刻度线处标为15伏特,并将0到15伏特划分为30等份,每一等份表示0.5伏特。
电压表的使用注意事项
在使用电压表时,需注意其串联接入电路的方式。若电压表的内阻过大,可能导致电流表无示数,甚至小灯泡不亮。这是由于电压表的内阻会影响电路中的电流分配,导致电流过小而无法驱动负载。
例如,在测量小灯泡电阻的实验中,若电压表的内阻为500Ω,而电源电压为3伏特,计算得电流为3V / 500Ω = 0.006A,这小于电流表的最小分度值0.02A,因此电流表的指针不会动,灯泡也不会发光。
高值电阻的测量
在高中物理中,电压表还可以用来测量高值电阻。将电压表与待测电阻串联,可以通过电压表的示数来计算待测电阻的阻值。例如,若电压表的内阻为20kΩ,量程为150V,电源电压为110V,当电压表的示数为50伏特时,可以通过公式计算待测电阻的阻值。
拓展资料
怎样?怎样样大家都了解了吧,电压表的职业原理是基于电流在磁场中的影响,通过分压原理和串联电阻的方式来扩大测量范围。在实际应用中,电压表不仅可以测量电压,还可以用于高值电阻的测量。了解电压表的职业原理和使用注意事项,对于进行电学实验和电路分析具有重要意义。