歐姆表設(shè)計(jì)(原名“電表的改裝與設(shè)計(jì)”)

實(shí)驗(yàn)歐姆表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諝W姆表測(cè)電阻的原理和方法。運(yùn)用電學(xué)基本概念，進(jìn)行歐姆表的初步設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)原理測(cè)量電阻大小的表稱為歐姆表。如圖一所示，把微安表（表頭）和電池E及可調(diào)電阻R0串連，并使a,b兩點(diǎn)短路，調(diào)節(jié)R0，使指針偏轉(zhuǎn)滿度，此時(shí)電路中電流為：其中，稱為歐姆表內(nèi)阻。若在a,b間接入一被測(cè)電阻Rx，則 （1）由式（1）知，被測(cè)電阻值可從電流大小反映出來，如果把表頭的度盤首先用已知電阻進(jìn)行刻度，就可直接用來測(cè)量電阻，這就是歐姆表的基本原理。由式（1）知，I隨Rx作非線性變化，當(dāng)Rx=RZ時(shí)，I=Ig/2，指針指在表盤的中心位置，故歐姆表的內(nèi)阻RZ稱為“中心阻值”，在中心阻值RZ附近的刻度比兩邊均勻一些，精度也比兩邊高一些，所以，為了精確測(cè)量阻值，歐姆表裝有高，中，低多種測(cè)量檔，分檔后各檔都有自己的中心阻值。為通用一條刻度線，常采用十進(jìn)制分檔，如中心阻值為12Ω，120Ω，1.2KΩ，12KΩ等等。按圖一設(shè)計(jì)的歐姆表，雖可以測(cè)電阻，但當(dāng)電池用舊時(shí)，電動(dòng)勢(shì)下降，電流變小，指針不到滿格，須改變R0使指針滿度；而R0改變會(huì)引起中心阻值的變化，使表盤刻度不符。當(dāng)電池的電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化時(shí)，可調(diào)節(jié)部分電阻使指針重新達(dá)到滿偏,而且部分電阻的變化必須對(duì)整個(gè)中心阻值RZ的影響很小，從而達(dá)到測(cè)量誤差也很小。以此為要高請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出實(shí)際的歐姆表線路并給出計(jì)算公式。實(shí)驗(yàn)儀器電池若干,微安表一臺(tái),精密電阻箱一個(gè),滑線變阻器兩個(gè),轉(zhuǎn)盤式電阻箱,電阻若干實(shí)際的歐姆表設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際的使用要求，主觀確定歐姆表各檔的中心阻值。選用最便于讀數(shù)的歐姆表度盤。本實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)中心阻值RZ＝1.2KΩ，RZ?＝120Ω（即R×100，R×10）兩檔歐姆表。表頭量程Ig＝100μA，內(nèi)阻Rg＝2740Ω。畫出歐姆表電路圖。確定需要干電池節(jié)數(shù)。計(jì)算電路中各電阻的阻值及類型（電源內(nèi)阻不計(jì)）。其中RZ為最高中心阻值，E為電源電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)稱值（為1.5V）。4．按接線路，電源為電池。實(shí)驗(yàn)步驟確定最少需要干電池節(jié)數(shù)，計(jì)算各電阻的阻值。按設(shè)計(jì)圖接好線路，使用R×100檔短路表筆調(diào)節(jié)電阻使指針滿度。選取一個(gè)電阻器件作為標(biāo)準(zhǔn)電阻，按表格所示的7個(gè)阻值給歐姆表的R×100檔刻度。給R×10檔刻度。用坐標(biāo)紙以標(biāo)準(zhǔn)電阻R為橫坐標(biāo)，以表頭電流讀數(shù)I為縱坐標(biāo)，作歐姆表兩檔的定標(biāo)曲線。數(shù)據(jù)記錄與處理表頭量程Ig=μA，表頭內(nèi)阻Rg=Ω，R×100檔中心阻值RZ=Ω，R×10檔中心阻值RZ=Ω，歐姆表工作電源E=V，各電阻阻值。表11－1R×100檔位校準(zhǔn)（中心阻值RZ=1200Ω）標(biāo)準(zhǔn)阻值（Ω）3006009001200150018002100表頭指針的電流讀數(shù)（μA）表11－2