电压表工作原理

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电压表和电流表都是由灵敏电流计改装而成的,所以下面介绍灵敏电流计的构成和原理。在灵敏电流计里面有一个永磁体,在电流计的两个接线柱之间串联一个由导线构成的线圈,线圈放置在永磁体的磁场中,并通过传动装置与表的指针相连。
原理:当电流计接入电路时,电流计中有电流通过,也就是说电流计中的线圈中有电流通过,这时磁场会对线圈产生力的作用,线圈在这个力的作用下产生偏转,这个偏转带动指针也偏转,这样就表示出了线圈中通过的电流的大小。
电压表:由于电压表要与被测电阻并联,所以如果直接用灵敏电流计当电压表用,表中的电流过大,会烧坏电表,这时需要在电压表的内部电路中串联一个很大的电阻,这样改造后,当电压表再并联在电路中时,由于电阻的作用,加在电表两端的电压绝大部份都被这个串联的电阻分担了,所以通过电表的电流实际上很小,所以就可以正常使用了。
首先,我们要知道在电压表内,有一个磁铁和一个导线线圈,通过电流后,会使线圈产生磁场(好象这个内容又超过你目前学的了,是初二下学期要学的,但你肯定知道电磁铁吧),这样线圈通电后在磁铁的作用下会旋转,这就是电流表、电压表的表头部分。
这个表头所能通过的电流很小,两端所能承受的电压也很小(肯定远小于1V,可能只有零点零几伏甚至更小),为了能测量我们实际电路中的电压,我们需要给这个电压表串联一个比较大的电阻,做成电压表。这样,即使两端加上比较大的电压,可是大部分电压都作用在我们加的那个大电阻上了,表头上的电压就会很小了。
可见,电压表是一种内部电阻很大的仪器,一般应该大于几千欧。
电流表是跟据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。
电流表内部有一永磁体,在极间产生磁场,在磁场中有一个线圈,线圈两端各有一个游丝弹簧,弹簧各连接电流表的一个接线柱,在弹簧与线圈间由一个转轴连接,在转轴相对于电流表的前端,有一个指针。
当有电流通过时,电流沿弹簧、转轴通过磁场,电流切磁感线,所以受磁场力的作用,使线圈发生偏转,带动转轴、指针偏转。
由于磁场力的大小随电流增大而增大,所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。
这叫磁电式电流表,就是我们平时实验室里用的那种。
电流表串联一个大电阻。测量时并联到被测量的两点之间,不会改变原有电路的特性,电流表显示数值正比于被测量点的电压:
电流表内阻Ro 很小,可以忽略不计,外接电阻R 很大,这样根据欧姆定律得到:
I = U/(R + Ro) ≈ U/R
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