电压表、电流表的使用及读数
电表的两种接法
1.内接法
将电流表囊括在电压表针脚内的接法称为内接法。
误差关系：\(R_t>R_x\) 测得电阻大于真实值。
误差来源：电流表分压，测得电压较大，电流真实。
2.外接法
将电流表放在电压表针脚外的接法称为外接法。
误差关系：\(R_t<R_x\) 测得电阻小于真实值。
误差来源：电压表分流，测得电压真实，电流较大。
选择内外接
- 当压流表及待测电阻有预计值时
若 \(R_x>>R_A\) 选择内接。
原因：待测电阻远大于电流表内阻，则电流表分压造成的误差较小。
若 \(R_x<<R_V\) 选择外接。
原因：待测电阻远小于电压表内阻，则电压表分流造成的误差较小。
- 基于预计值的公式计算法
\(\frac{R_x}{R_A} ? \frac{R_V}{R_x}\)
左式为待测电阻和电流表内阻的比值，右式为电压表内阻和待测电阻的比值。
他们都是稍大电阻比上稍小电阻。
若左边大于右边：
\(\frac{R_x}{R_A} > \frac{R_V}{R_x}\)
代表电流表对于待测电阻影响较小，采用内接。
同理，若右边大于左边：
\(\frac{R_x}{R_A} < \frac{R_V}{R_x}\)
代表电压表对于待测电阻影响较小，选择外接。
变形式子：
\(R_x>\sqrt{R_A R_V}\) 使用内接
\(R_x<\sqrt{R_A R_V}\) 使用外接
\(R_x=\sqrt{R_A R_V}\) 内外接均可
- 试触法
内外接都试一试，记录下数值。
随后将电压比电压变化量，电流比电流变化量。
若电流的比误差大，则应选择内接法。
若电压的比误差大，则应选择外接法。
- 总口诀
无论什么方法，基本都遵循 “大内偏大，小外偏小”。
压流表读数
从高位向低位找，第一个刻度不全的位，就是要估读到的那一位。
滑动变阻器的两种接法
两种接法
1. 串联限流
滑变串在主路上。
范围较小，不能从 \(0\) 开始增大到 \(E\) 。
特点：
-
电路简单
-
耗电较少
2. 并联分压
三级阶梯步步高。
范围较大，可以从 \(0\) 开始增大到 \(E\) 。
特点：
-
电路复杂
-
耗电较多
接法选择
电压变化范围大
必选并联分压。
烧表
必选并联分压。
大电阻
必选并联分压。
分压 \(R_0\)
必选小滑变。
限流 \(R_0\)
应与待测电阻差不多。
电阻的测量
伏安法测电阻
选择好电表电源和滑动变阻器，选择内外接和分压限流，测量即可。
替代法测电阻
优点
无系统误差。
测量方法
待测电阻与电阻箱并联，用电阻箱替代被测电阻，当两支路电流相同时，读出电阻箱示数即可。
电桥法测电阻
优点
无系统误差。
测量方法
四个电阻，两两串联，随后并联，架起电桥进行测量（可以是电流计、电压表）
半偏法测电阻
应用
一般用来测量电压表或电流表内阻。
缺点
有系统误差，但是可以减少或消除。
恒流半偏法
用来测量电流表内阻。
-
将电流表和电阻箱并联。再与滑变串联。
-
断开电阻箱。
-
调节主路滑变，使得电流表满偏。
-
接通电阻箱。
-
调节电阻箱，使得电流表半偏。
-
此时电阻箱示数为 \(R_t\)
则有 \(R_t≈R_A\) 且 \(R_t<R_A\)
误差分析：并上电阻箱后，总电阻减小，总电流增大，并联电路实际电流大于满偏电流，电阻箱电流大于电流表电流，电阻箱电阻小于电流表电阻。
解决方法：
-
增加串联在主路上的监控电流表，同时调节滑变。（可消除系统误差）
-
使用很大的滑变和电源，使得串联电路电阻变化影响变小。（只能减小误差）
恒压半偏法
用来测量电压表内阻。
-
将电压表和电阻箱串联。再与滑变并联。
-
将电阻箱调为零。
-
调节分压滑变，使得电压表满偏。
-
调节电阻箱，使得电压表半偏。
-
此时电阻箱示数 \(R_t\)
则有 \(R_t≈R_V\) 且 \(R_t>R_V\)
误差分析：串上电阻箱后，总电阻增大，路端电压增大，串联电路实际电压大于满偏电压，电阻箱分压大于电压表分压，电阻箱电阻大于电压表电阻。
解决方法：
-
增加并联的监控电压表，同时调节滑变。（可消除系统误差）
-
使用很小的滑变，使得外电路总电阻很小，分压变化影响小（可消除系统误差）