1.欧姆表原理电路图
用来测量电阻大小的电表称为欧姆表,图一是其原理图:RS 为分流电阻,Rg为表头内阻,r为电池内阻,Rd 为限流电阻,“+”表示欧姆表的红表笔,“―”表示欧姆表的黑表笔。当接入被测电阻Rx时,电路中电流为: (1)
式中Rz为欧姆表的总内阻,如图所示,Rz为:
(2)
当欧姆表短接时,即被测电阻为零时,电路中的电流达到最大值Im=E/RZ。设计中应使此时的表头指针满偏。消去(1)式中的E,可得:
(3)
把微安表上I的指示标成相应的RX的大小,就得到了欧姆表。由(3)式可见,I与RX成非线性关系,所以欧姆表的刻度是非均匀的,而且RX越大,指针偏转越小。当被测电阻RX等于欧姆表的总内阻RZ时(即RX=RZ),I=Im/2,指针将指在表盘的中心位置,所以RZ又称为欧姆表的中值电阻。它是欧姆表的一个重要参量。
表头是欧姆表的主要部件,内阻和灵敏度是其主要参数。表头灵敏度是指指针满偏时流过表头的电流。该电流越小,表明表头的灵敏度越高。
2.欧姆表的调零
如果采用图一所示的电路,电源电压因消耗而发生的变化会给电阻的测量结果带来很大的误差。因此实用的欧姆表都装有零欧姆调节电位器,以下提供两种欧姆表电路。 (1)并联式调节电路
如图二所示,这是一种并联式调节电路,零欧姆调节电位器R0是分流电阻李觉将军RS的一部分。欧姆表中的电源一般用1.5V干电池,新电池可能达到1.6V。为了充分利用电池又兼顾欧姆表的准确度,设计的准则一般为,即使电池电压降到1.2V时欧姆表仍有足够的准确度。这样,当电池电压由1.6V变为1.2V时,我们只需通过调节电位器R0使分流电阻增加,同时表头支路电阻减小。因此,在被测电阻为零时,流过表头的电流仍能被调到使指针满偏。这种调节电路中应使用一电阻值较小的R0,才能使因电池电压变动所引起的误差也较小。R0及其它电阻阻值的选择可参考下面的分析。
设R0的滑动端P位于A端(对于E=1.2V)时流过Rd的电流为I,此时分流电阻为:RS=R‘S+R0有:
(4)
P位于B端(对应于E‘=1.6V)时,流过Rd的电流为I‘,此时分流电阻为R田野调查法’S。有: (5)
由(4)、(5)式可得:
(6)
在有一定准确度的情况下,可以近似地认为,在R0的调节过程中回路总电阻的变化不大,则有I‘羟乙基纤维素/I=E‘/E=1.6/1.2=4/3,代入(6)式,得
化学反应速率和化学平衡 (7)
进而由RS=R‘S+R0可得: (8)
根据闭合回路欧姆定律,当P在A或Bpku苯丙酮尿症端时,分别有
,
从(2)余姚瀑布茶中可看出,上式中的
, (9)
为使两比值I‘/I和E‘/E的差异尽量小,可令RAC=RBC,将(7)和(8)二式代入(9)式即得
(10)
(11)
现在就剩下Rd如何求得。一般是根据测量需要或根据选定的表头先确定RZ值,然后再求Rd。本实验中假定表头已选定,即Rg和Ig均已确定。由图2及式(10)所确定的Rs‘值可以看出,当Rx=0时,在电池电压的变化过程中回路总电流I的平均值应为表头灵敏度Ig的两倍,即: (12)
若忽略电池内阻,则有:
(13)
(2)串联式调节电路。
如图四所示,原理略
3.扩大量程
图二所示电路的欧姆表似乎可以测量任何阻值的电阻。但是欧姆表上的电阻刻度是不均匀的,被测电阻RX太大或太小时,RX的少量变化引起的表头指针变动甚微,使测量误差加大,所以只有在中值电阻的0.1—10倍的刻度范围内,测量结果才能有一定的精度。为此,实用的欧姆表都制成多量程的,并且,为了读数方便,将相邻量程的比值取为10或100。
一般采用以下这种方法来改变量程:
如图三所示,在相同电源电压下,在基准档的基础上,并联上某一电阻R1,使回路总电流增大为原来的10倍,中值电阻降为原来的10倍,量程和倍率都变为原来的1/10。若并联上R2,使中值电阻变为原来的1/100,则量程和倍率相应变为原来的1/100。
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