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电流表原理范文1
关键词：伏安法；基本原理；量程 ；反串
伏安法测量电阻是高中物理课本中重点介绍的方法，如描绘小灯泡的伏安特性与测金属丝的电阻率两实验均用到了伏安法。近年来设计实验电路测量电阻成为高考命题的热点，但考查的并不是伏安法的简单应用，而是源于教材，又高于教材，不少考题要求学生将基本方法迁移延伸并设计电路测量电阻。这类问题考查形式多样，变化无穷，但考查的方法多数可归为伏安法或伏安法的延伸，重点都是在用各种方法寻找电压和电流。因此高三复习时教师要讲透伏安法的基本原理，帮助学生理解测电阻的精髓，还需对各种可能的题型进行归纳并加以延伸拓展。
一 伏安法介绍
伏安法的基本原理是欧姆定律，就是利用电压表测出电阻两端的电压，利用电流表测出流过电阻的电流，再根据R =U/I求出R 。若两种测量电表俱全，利用伏安法测电阻重点在于选好量程，正确选择内外接法。
1.电表量程选择。选择电表量程要遵守两个原则：安全第一，精确第二。所选量程必须大于被测电压或电流的最大值，测量时电表指针偏转过大或过小都不合适，遵循读数原则指针落在量程的1/3到2/3范围之间最佳。
2.电流表内外接法判断。由于伏安法测电阻时总是不能同时得到精确的电压和电流，因此又分为电流表内接法和外接法，不同的器材规格不同，为减小测量误差应选择不同的接法。当 时，电压表的分流十分微弱，应选择电流表外接，电流的测量值略大于流过电阻的实际值，致使 的测量值略小于实际值；当 时，电流表的分压很小，应选择电流表内接法，此时电压表的测量值略大于电阻两端的电压，使得 的测量值略大于实际值。
二 伏安法的电路设计及拓展应用
1.电表内阻已知时，电流表亦是电压表，电压表亦是电流表，可相互“反串”。电流表、电压表的设计思想是转换法，将电流的测量转换为指针的偏转，将电压的测量转换为电流的测量，而电压表的读数实际上就是流过电压表的电流值和内阻的乘积。因此当有一种电表缺失，而另一种电表却有多个时，只要电表内阻已知，无所谓电流表还是电压表，都可灵活反串使用，甚至必要时定值电阻亦可充当电表。例：某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值。可选用的器材有： 电流表A1 (250mA, R1为 5Ω) ； 电流表A2 (300mA, r2约为5Ω)； 待测电阻RX（约为100Ω); 滑动变阻器R（10Ω); 电源E (约为9V, r约为1Ω); 单刀单掷开关S,导线若千。
(1)设计实验电路原理图
(2)需要直接测量的物理量是______,被测电阻的计算式为及Rx=______。
分析：基于用伏安法测电阻的思维分析本题电压表缺失，可是有两个电流表，而其中A1的内阻已知，又可自测得到电流，便可用它替代充当电压表，电流表A2外接可测得Rx的精确电阻为 。
2.仪表量程不够电阻凑。此种情况下有一明显特点是：电流表或电压表有已知的精确内阻，由于量程不够，通过串联或并联一定值电阻改装成大量程的电表，定值电阻起到了分压或者分流的作用。
例．待测电阻Rx的阻值约为20 ，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A．电流表A1（150mA，约为10 ） B．电流表A2（20mA，r2＝30 ）C．电压表V（15V，约为3000 ）D．定值电阻R0＝100 E．滑动变阻器R1（ 5 ，1.0A） F．滑动变阻器R2（50 0.5A）G．电源E，电动势E＝4V（内阻不计） H．电键S及导线若干
（1）适当选择实验器材，画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号；
（2）待测电阻的表达式为Rx＝________________，
分析：由于电源电动势只有4V，量程为15V的电压表将违反读数原则无法使用，那么在电压表缺失的情况下就要寻求替代，电流表A2有精确内阻，与定值电阻R0串联可改装成大量程的电压表，电流表A1外接可测得通过Rx这一路的电流为 ，由此可得Rx的精确阻值Rx＝
3.利用伏安法的思维测电表内阻。电路中电压表可以自测电压，要得到内阻，重点在于设计电路测量通过电压表的微弱电流。若电流表的量程足够小，能满足读数原则，便可直接与电压表串联测得电流；若电流表量程较大，可在电压表上并联一定值电阻将电压表改装成大量程的电流表，相当于两电流表串联读数相等间接测量电压表的内阻。电流表可自测电流，只要想法测出两端的电压便可得到其内阻。基本的伏安法是将电压表直接并在两端，但由于电流表两端的电压极小，大多情况下电压表无法读数，这样要使电压表能满足读数原则，只需在电流表上串联一定值电阻起分压作用，相当于改装后两电压表并联电压相等间接测量内阻。有时甚至没有电压表可用，还可以让定值电阻充当电压表的角色。例．某同学为了测电流内阻较小）、导线、电键若干
(1) 设计测量电路图（要求电流表A1的示数从零开始变化）
(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1＝____________；式中各符号的意义是________________．
分析：电流表A1可自测得到电流，但由于电源电动势为3V，量程为15V的电压表将不能使用，根据伏安法的基本原则必须寻求电压表，而器材中电流表A2内阻也未知，不能用于替代电压表，那就只好让定值电阻R0来充当电压表，鉴于此还需得到通过R0的电流，应该将A2外接，可推导得到r1＝___________。
4.利用伏安法的思维测电源的内阻。
电压表能测量电源的电动势与电路中某一部分的电压，而电源的内阻所分担的那部分电压是内电压，不可能直接用电压表测得，但电动势与外电路电压之差便是内电压，用电流表与电源串联可测得通过电源的电流，这样便可借助伏安法的理念利用欧姆定律求电源的内阻r=(E-U)/I 。测量电阻的方法很多，伏安法是高中阶段最常用的，不可定势认为伏安法一定要电压表和电流表同时存在，有些时侯电流表可当电压表、电压表可当电流表、电阻亦可当电表，量程不够还可借助定值电阻改装，可谓花样繁多，但是万变不离其中，无论是以哪种类型出现，都可理解为是在伏安法的基础上采取思维递进的方式对电路进行必要的优化，是对伏安法的延伸应用，只要牢记伏安法的基本原理是欧姆定律，基本思路是通过各种方法寻找电压和电流，所有这类设计性实验便都能迎刃而解。
参考文献
电流表原理范文2
论文关键词：多用电表,欧姆档,多倍率,电路图
多用电表是中学物理教材电学内容的一个基本点，也是重点。因为多用电表的原理包含了串、并联电路的规律和闭合电路欧姆定律，而这些规律是电流计改装成电流表、电压表和欧姆表的理论基础，更是历年高考电学实验考察的重点。新课程改革中，人教版教材在本节的编写上充分体了现新课程理念，摆脱了旧教材中单纯理论的推导和仪表结构、原理、使用方法的讲解，而是先以例题的形式引入，让学生结合教材中的电路图（图1），通过“体验式探究”的方式，来理解欧姆表的工作原理。然后过度到图2探究如何把三个单独的电压表、电流表、欧姆表合为一个单量程多用电表，通过共用表头让学生体会实现“多用功能”的巧妙之处。最后的难点是让学生掌握如何实现多量程多用功能的，结合图3领悟转换开关在实现“多量程”功能上的作用。
笔者教学中就是把这些难点进行梯度化处理的,以探究的方式来完成本节“欧姆表”、“多用电表”两模块内容的。但在师生探究多用电表原理时，学生通过讨论发现书中的电路图与实际的电表内部结构不同，并向教师提出疑问：教材的电路图（图3）虽然能实现多功能测量，即能测电流、电压、电阻，而且能实现测电流和电压的多量程功能，但却不能实现测电阻的多量程功能，即不能实现电阻档的倍率转换功能。
学生的提出的两个主要问题如下：
1、电路图中多路电源与实际表内只有一路电源相矛盾
keyimg22、如果实际电路有多路电源按着教材中的原理图去设计时，确实能实现多倍率功能，但有一个基本要求：即每路电源的电动势关系应满足E=nE1。（E1是×1档的那条支路电源电动势）。由此可推知若E1=1.5V，则×10、×100档的电源分别为15V、150V，而×1K档的电源电动势就应高达1500V！显然这不可能，也很荒谬!任何电表内都不可能装有这么高的电源,还是直流电源!
提出第1个问题，是因为学生打开多用电表后发现确实表内只有一个含源电路，且通常只装有一节或两节干电池，即电动势只有1.5V或3V，这与教材电路图中的多个含源支路相矛盾。
提出第2个问题，是通过分析教材电路图图3必然会得出的结论。由于虚线框内的电路相当于一个安培表，选择开关置于3或者4，等于制作了两个欧姆表（类似图1），很显然这两个欧姆表是同一个安培表改装的。那么实际测电阻时，只要指针偏角相同，流过两个表头的电流就应相等（因为表头G一样），且流过电源的总电流——即安培表的电流也应相同（因为安培表内部结构一定，流入表头的电流占总电流的比例也就确定）。不防设3为×1档，4为×10档，显然多用电表要求用这两档测电阻时，若指针均指在I0（假设为半偏）的地方，3档对应的阻值若为R0，则4档对应的阻值应为10R0。现在就用3档来测某个实际的电阻（阻值就为R0），首先要进行欧姆调零操作,即短接两表笔，调节电源支路的可调电阻，使指针满偏，操作的结果是欧姆表现在的总内阻
R内=E/Ig，(由闭合电路欧姆定律Ix=E/(RX+R内)决定的)；然后测电阻R0时，指针刚好半偏，则必有R内= R0。同理用4档来测另一个电阻R`X（其阻值为10R0）时，也要进行以上操作，且必有R`内=E`/ Ig ，R`内=10R0，综上可知R`内=10R内，即有E`/Ig= 10E/Ig，显然要求E`=10E。同理可推：若多用电表还有其它倍率档，辟如×n（n可以为1、10、100、1K）档，则必须要增加类似3、4那样的含源支路，且电动势大小应是E`=nE（E为×1档支路电源的电动势）。可见按照教材原理图实现欧姆档多倍率功能就必须要满足E`=nE这一条件。试想一上，若×1档支路是一节干电池， E1=1.5V，那么×10档的支路电池就必须为15V，而×1K档的电池就会高达1500V！这显然是不可能的！
实际的学生电表内部是没有那么多含源电路的，更不可能有那么高的电动势，但学生电表又确实具有欧姆档多倍率功能的。矛盾产生的原因在哪里呢？通过查找各种厂家多用电表的资料，发现实际电路远非教材中的示意图那么简单，矛盾的焦点在于实际的电表欧姆档的多倍率功能，并不是靠增加含源支路和提高电源电动势来实现，而是靠改变安培表的量程来实现的！笔者研究后设计了一个简单的电路图（图4），用它向学生说明欧姆档多量程原理，就很容易，也与实际的电表内部结构吻合。本图相当于把三个量程IA不同的电流表用相同的电源和可调电阻改装成了三个欧姆表。根据R内=E/IA可知，由于IA不同（IA是安培表的满偏电流，流过总电路而不是流过电流计的满偏电流Ig），所以三个档所对应的欧姆表内阻R内是不同的，由闭合电路欧姆定律Ix=E/(RX+R内)可知，当指针指在相同的电流值Ix上，由于R内不同，所以RX不同，举例来说：假设现在来测一个未知电阻RX，刚好使指针半偏。因为欧姆刻度线上正中间的刻度值对应的电流为IA/2，所以所测电阻RX =R内，如果测量前选择的开关置3且欧姆调零后R内=15Ω，则说明所测的RX =15Ω；若开关置的是2且R内=150Ω，则所测的RX =150Ω；如果开关置1且R内=1500Ω，则RX =1500Ω。可见，尽管原来的电流刻度盘一样，但改装时相同电流刻度值I（注：不是电源的总电流，而是流过电流计的电流）所对应的电阻值RX是不同的，因此原来的一条电流刻度线就可以表示三个欧姆刻度盘，因而实现了多倍率功能。
教材中电路图和本图的最大区别在于，是否体现出换档后电流表的电路变化。对于前者(见图3)不论接3档还是4档，当表头指针偏转角度相同，电路的总电流也会相同，由Ix=E/(RX+R内)知，欧姆调零时由于指针都要满偏，所以电路总电流Ix相等，此时Ix=E/R内，所以要想R内不同只有改变E才行，这也是前面学生发现的矛盾E=nE1原因所在。对于后者（图4）即使表头指针偏转相同角度，由于换档导致其他支路与表头支路的电阻比例关系已经变化，总电流仍然是不同的。可见，本图设计一方面保证了换档后即使指针偏转角度相同，但流经电源的总电流也是不同的；同时也重点保证了换档后欧姆调零时表的总内阻会不同，这就确保了欧姆档多倍率功能的实现。
参考文献
1．廖佰琴、张大昌主编《物理课程标准(实验)解读》湖北教育出版社
2．赵沃槐．优化物理实验教学培养学生创新能力．教学仪器与实验，2002，（10）．
3．安忠刘炳升《中学物理实验与教学研究》高等教育出版社
电流表原理范文3
关键字 电子式电能表；电能计量；原理
中图分类号TM933.1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）119-0075-02
0 引言
电子式电能表包括电能测量单元和数据处理单元，这两个单元均是由大规模集成电路组成的。电子式电能表具有一般电能表的计量电能功能外，还具有分时、测量需量等两种以上功能，能显示、储存和输出数据。与机电式多功能表相比，电子式多功能电能表具有故障率低、准确度等级高、负荷特性较好、防窃电能力强、应用领域广、误差曲线平直、功率因数补偿性能较强、自身功耗低、可具有预付费功能等优点。电子式电能表根据各自特点可分为：基波电能表、单相普通电子式电能表、单相预付费电能表、单相复费率电能表、防窃电电能表、多用户电能表。
1 电子式电能表的原理及特点
1.1 基波电能表的原理及特点
由于大功率整流在电气化铁道中的普遍应用，钢铁工业中电弧炉的普遍使用等，电网中存在着大量谐波。谐波的大量存在降低了电力系统经济效益、影响电网安全稳定运行。基波表以硬件和软件两种方式实现滤波功能，只计量基波电能，解决了谐波影响电能计量问题。软件实现滤波功能可采用傅式算法，需要功能强大的DSP；硬件实现则通过低通滤波器，合理选择转折频率滤除谐波。下面以硬件低通滤波器实现的三相基波表为例详细说明。图1为三相四线式基波表原理框图。
与普通表相比，基波表增加了虚框内的低通滤波器电路，具体实施时，需在原电能表内电源板上电压通道的电阻分压电路参数以及电流放大通道的放大倍数方面做相应调整。
基波表的特点是以硬件和软件两种方式实现滤波功能，只计量基波电能，解决了谐波影响电能计量问题。
1.2 单相普通电子式电能表的原理及特点
单相普通电子式电能表用于居民用户用电计量、收费，它的使用数量大范围广。单相普通电子式电能表的原理框图如图2。
它一般由如下几部分构成。
1）测量模块。由电压、电流变换以及电压电流乘法器构成；
2）电源回路。提供整个表计的直流供电电源；
3）显示器。可以由机械计度器或数码管或液晶显示器构成。
其他部分可根据用户需求配置。
单相普通电子式电能表的特点是成本低、结构简单，具有电能计量显示、LED及光耦功率脉冲输出功能。
2.3单相预付费电能表的原理及特点
在普通电能表的基础上，增加微处理器、表内跳闸继电器、IC卡接口以及数码显示器或液晶显示器就构成了预付费电能表。单相预付费电能表通过IC卡接口连接的IC卡可以实现传输电量数据和预购电费数据功能，自动进行欠费跳闸。预付费电能表原理框图如图3所示。
单相预付费电能表测量模块与普通电能表没有区别，微处理器接收到测量模块送来的功率脉冲进行电能累计，并将信息存入存储器，同时将已购买电量进行剩余电费递减，在用户使用欠费时给出报警信号并控制电能表跳闸。同时通过监测IC卡接口，可自行判断插入卡的有效性以及购电数据合法性。
预付费表的优点是可解决流动人口用户的电费收取问题，不需要进行人工抄表，利于用户增强电是商品的意识，有利于用电管理部门提高电能管理水平，具有一定的防窃电能力。同时，它也有局限性，表现在，需要增加配电营业厅网点，投入资金量较大，与长寿命表相比功耗较大，由于某些表计的设计原因可能会使线损无法统计等方面。
2.4单相复费率电能表的原理及特点
复费率电能表与普通电子电能表不同的地方在于复费率电能表安装有微处理器，同时还装有时钟芯片、通信接口电路、显示器等，其中的显示器可以是数码管显示器也可以是液晶显示器。单相复费率电能表是根据设置的时段参数进行分时电能计量的，实现了居民用户电量分时计费。单相复费率电能表的原理框图如图4。
串行通信接口一般由远红外及RS485接口。时钟模块提供标准时间。实际使用中多使用黑白表。黑白表是单相复费率表的一种特例，黑白表只有白天和黑夜两个时段和费率[2]，黑夜时段电价远低于白天，引导用户在黑夜多用电。
2.5防窃电电能表的原理及特点
通过在电子表上做相应的改进可提高电能表的防窃电能力。
1）防反接电流线窃电。电子式电能表一般都具有将反向用电计入正向的能力；
2）防表外短接电流线窃电。对于采用了锰铜片分流的电流表，它的电流回路电阻很小。在表外短接时，分流不明显，预防了窃电。此外还可采用专门回路判别，原理如图5。
图5中，正常时流过L（相）线和流回N（零）线的电流应完全相等（平衡），则S点应为高电平。一旦跨接偷电时，则很难保证L（相）线和N（零）线的电流平衡，此时S点为低电平，则可判为“跨接”窃电；
3）使用防窃电专用计量芯片；
4）防断TV窃电。电子式电能表给出全失压累计时间和全失压累计次数两种数据，为结合实际情况追补电量创造了条件；
5）防软件窃电。电能表可使用软件加密法、硬件加密法、“安全认证”法三种方法防窃电；
6）利用远方通信实时监测防窃电。电子式电能表可使用两路信息比较法、三路信息比较法防窃电。
2.6多用户电能表的原理及特点
多用户表是以单片计算机为中央处理器，具有多个测量输入通道，共用电源模块，循环显示。多用户表的原理框图如图6。
如图6，电子式多用户表是通过多个电能模块对多个用户进行电能测量，由单片机处理后，送显示器显示。
3 结论
随着电子技术的发展， 电子式电能表也在不断进步， 本文对常见电子式电能表的原理和特点进行总结归纳，有助于对电子式电能表的熟悉和使用。
参考文献
电流表原理范文4
欧姆表的刻度随电阻值增大刻度变密，被测电阻的阻值越大，刻度越密，就难以读准。不同档的欧姆表是不同量程的电流计改装而成的，中值电阻也不同，测量同一电阻的阻值时，指针偏转角度不同，产生的相对误差就不同。为减小测量误差，选择合适的欧姆档，使测电阻时指针指向刻度盘的中央附近测量较准确。
欧姆表是在一个多量程电流表的基础上，串联电阻和电源组成的。电源电压相同的，各档对应的电流表的量程是不同的。表1是E=1.5 V的电池，选择满偏电流不同的电流表，改装后欧姆表的中值电阻及测量电阻时选择的合理倍率。从表中可看出，欧姆档的倍率越大，中值电阻也越大，电流表的满偏电流越小。
7多用电表欧姆档不能与其他电源形成回路
欧姆表测电阻是利用闭合电路欧姆定律的原理测量的。当两表笔与待测电阻连接时，欧姆表内的电源、电流表、表内电阻与待测电阻组成闭合回路。待测电阻越大，电流越小；待测电阻越小，电流越大。因此，根据电流值，可测出对应的电阻值。
如测电阻时，待测电阻与外部电源形成回路，就会对电路供电。改变了电路电动势，导致欧姆表中电流表读数及欧姆刻度盘对应阻值的变化，原来的电流刻度值与欧姆表刻度盘上的刻度值对应关系发生变化，所以测量值肯定不正确。如果外接电源电压过大，有可能通过电表的电流过大，甚至损坏电表。
8欧姆表的接法
欧姆表是万用电表的功能之一，万用电表不仅能测量电阻，还能测量电流和电压等。红表笔（“+”）与电池负极相连，黑表笔（“-”）与电池正极相连，有以下两个方面的原因。
（1）欧姆表是电流计串联一个电阻改装而成的，欧姆表测电阻时，把本该在外部的电源移到表的内部，为满足电流能从电流计“+”接线柱流入，“-”接线柱流出，欧姆表的红表笔（“+”）与电池的负极相连，黑表笔（“-”）与电池正极相连。
（2）万用电表测电流和电压时，通过旋转选择开关将表内的电池断路，使电流表从电流表（或电压表）的红表笔“+”接线柱流入，从电流表（或电压表）的黑表笔“-”流出，与电流表（或电压表）的使用规则一致，便于操作。
如果欧姆表的红表笔（“+”）与电池正极相连，黑表笔（“-”）与电池负极相连，对于测量电阻完全一样，但是对于测量有极性的电路元件，如二极管、三极管、电解电容等时，就会得到相反的结果，带来不便。
无论用万用电表测电阻，还是测电流（电压），电流都是从红表笔“+”接线柱流入，黑表笔“-”流出的。
需要说明的是：对于数字式欧姆表，红表棒接的是内部电池正极，黑表棒接的是内部电池负极，极性正好与指针式欧姆表的极性相反。
9使用欧姆表时容易出错的本质原因
使用欧姆表时容易出错的本质原因，其一：欧姆表的刻度方向与电流表的刻度方向相反，多数仪表，不测量时，指针指在刻度盘的零刻度线处，而欧姆表指针指在刻度盘的最大刻度处，这与人的常规习惯不一致，容易造成思维上的障碍。如用欧姆表测电阻时，指针偏转角度很大，表明被测电阻的阻值很小；反之，指针偏转角度很小，表明被测电阻的阻值很大。其二：欧姆表测电阻时，电流是从黑表笔“-”流出的，也容易造成混乱。理解欧姆表的原理是减少判断失误的关键。
11测量结束后欧姆表选择开关要拨到“OFF”档或交流电压最大量程档
电流表原理范文5
1 测定电池的电动势和内阻的基本原理
测定电池的电动势和内阻的实验原理是闭合电路的欧姆定律。E=U+Ir如果测出U、I两组数据，就可以解出E和r。为了减小误差，根据U=E－Ir多测几组U和I的数据，在坐标中的描点作出U－I图象，图象为一条直线，这条直线与 U坐标轴的交点。表示I=0，属于断路,路端电压即为电源电动势E，直线与I坐标轴的交点为U=0，为短路的情况短路电流I0，r=EI0，可求出电源的内阻r。
2 测定电池的电动势和内阻实验常见变式
2.1 增加保护电阻及仪器的选择
例1 如图电路测一节蓄电池的电动势和内阻，因蓄电池的内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：
a.电流表（量程0.6A3A）
b.电压表(量程 3V15V)
c.定值电阻(阻值1 ,额定功率5W)
d.定值电阻(阻值10 ,额定功率10W)
e.滑动变阻器(阻值范围：0-10 ，额定电流2A)
f.滑动变阻器（阻值范围0-200 ，额定电流1A）
请选择电流表和电压表的量程，定值电阻和滑动变阻器，选用哪个？
解析 一节蓄电池电动势为2V，电压表量程应选3V，定值选择阻值为1Ω的,若选择10Ω的则最大电流小于0.2A，安培表不论用哪个量程测量都不太准确，电路电流最大电流不超过2A，电流表的量程应选3A,电压表电流表读数最好在量程的12到13之间，根据控制最小电流的需要，滑动变阻器最大电阻不超过几欧？该电路中滑动变阻器应选阻值为0-10Ω的，滑动变阻器0-10Ω更易于调节在几欧范围的变化，且滑动变阻器0-200Ω，额定电流也不符合要求。
2.2 无电压表或电压表不适合的情况
无电压表情况可由电阻箱和电流表配合，如图：
E=IR+Ir 实质是用IR代替了原来的路端电压U。
电压表如果不适合，可想到电压表的改装，或电流表改装为电压表。
例2 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中有下列器材：
a.干电池（E约为1.5V，内阻约为1.0Ω）
b.电压表V（0-15V）
c.电流表A（0-0.6A，内阻0.1Ω）
d.电流表G（满偏电流3mA，内阻Rg=10Ω）
e.滑动变阻器R1（0-10Ω，10A）
f.滑动变阻器R2（0-100Ω，1A）
g.定值电阻R3=990Ω
h.开关、导线若干
为了方便准确地进行测量，请选择相关器材，并画出电路。
解析 显然电压表量程太大不适合本次实验要求，本题提供了电流表和定值电阻（电阻箱也可以），可用电流表和定值电阻改装为电压表，如图：
2.3 无电流表或电流表量程不适合
无电流表情况下可考虑用电阻箱和电压表来测量，如图：
E=U+URr 实质用UR代替原来的I
例3 测量两节干电池串联而成的电池组的电动势，E和内阻r（几欧）有下列器材：
a.电阻箱R1（0-9999Ω）
b.电流表G（满偏3mA，内阻Rg=10Ω）
c.电阻箱R2（0-9999）
d.开关、导线若干
解析 很显然该题中电流表量程太小，若用例2进行测量，路端电压变化太小，描点作图时数据点太密集，误差太大可以考虑将电流表G和电阻改装为量程为3V的电压表如图。
2.4 将实验题和电路计算相结合
根据闭合电路欧姆定律，列方和求解。
例4 （2005年高考题）测量电源的电动势E及内阻r （E约为4.5V，r 约为1.5Ω）
器材 量程3V的理想电压表，量程0.5A的电流表（具有一定内阻），固定电阻R=4Ω，滑动变阻器R0开关S、导线若干。
（1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
（2）实验中，当电流表读数表读数为I1时，电压表读数为V1；当电流表读数为I2时，电压表读数为V2，则可求出E=_______;r=__________。（用I1、I2、U1、U2及R表示）
解析 该题与课本实验的区别是电源电动势大于理想电压表的量程，题目中提供了一个阻值不大的固定电阻，这就很容易把情景变式题“迁移”到学过的实验上，把固定电阻接在电源的旁边，把它看成电源的内阻，如图连接电路，“路端”电压减小，通过计算电压表所测量的“外电压”符合量程要求。
实验如图所示：
E=U1+I1（R+r）
E=U1+I2（R+r）
E=I1U2-I2U1I1-I2，r=U2-U1I1-I2 -R
电流表原理范文6
关键词：单相功率表；测量；三相电动机；有功功率
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）07-0136-02
测量电气负载的功率，是电气工作中经常要做的工作，一般情况下，在测量单相功率时应用单相功率表，测量三相功率时应用三相功率表。但有些时候，在测量三相功率时手边如果没有三相功率表，只有单相功率表，也一样可以进行功率测量。下面笔者试分析单相功率表在三相功率测量中的应用。
众所周知，单相功率表有两个线圈，即电流线圈和电压线圈，在测量时，将电流线圈与被测负载相串联，将电压线圈与被测负载相并联，但需注意两个线圈的极性不能接反（如图1中a所示）。单相功率在结构上保证了其测量结果正比于电压、电流和其夹角余弦的乘积，即P=U·I·cosφ
用单相功率表测量单相功率很方便，但如果用来测量三相对称负载（如三相异步电动机）应如何测量呢？下面分析几种测量方法的特点：
传统的测量方法与原理 在传统的使用单相功率表测量三相电动机功率时，根据电动机绕组的接法不同，有两种接线方法，下面介绍其接线方法、原理和存在的问题。
1.接线方法
三相电动机为星形接法时，其接线方法如图2中a所示。
三相电动机为三角形接法时，其按线方法如图3中a所示。
2.原理分析
通过分析接线图发现，其接法与单相负载测量相同，即将电流线圈与其中的一相负载串联、电压线圈与该相负载并联，其电流线圈流过的是该相负载的相电流、电压线圈测量的是该相负载的相电压，其相量图如图2和图3中b所示。
这样功率表测得的结果为其中一相的有功功率PU=UUIUcosφ，根据对称性可知，只要将表的读数乘以3，既为电动机的三相功率，即：P=3PU=3 UU· IU·cosφ
3.用此法测量存在的问题
三相电动机不论是星形接法还是三角形接法，一般在使用之前就已经接好，有些电动机甚至只有三个出端，采用图2、图3的接法是不可能完成测量的，也就不可能使用单相功率表来测量三相电动机的有功功率。即使有六个引出端，按照此种接法也是非常麻烦的。下面笔者介绍另外一种测量方法。
新的测量方法与原理
1.接线方法（见图4）
如图4所示，由图可知，其接线方法与电动机的三相绕组的接线方法无关，也就不需要知道电动机绕组的连接方法。由图4可知，功率表电流线圈流过的是电动机的线电流，而电压线圈测量的却是电路的相电压，其测量结果是否正确呢？下面分析其测量原理。
2.测量原理分析
星形接法时的接线原理图如图5中a所示：
因三相负载对称，O点的电位即为N线电位，此时电压线圈测得的电压UUN是U相绕组的相电压UUφ的值，即UUφ=UUN。电流线圈虽流过的是线电路IUL，但星形接法时，IUL=IUφ实际流过的仍为U相绕组相电流，夹角φ即为相电压和相电流的夹角，其相量图分析如图五所示，故其测量结果与图二接法完全一样，是U相负载的有功功率，即有：
PU=IUL·UUN·cosφ
=IUφ·UUφ·cosφ
P=3 PU
通过分析可知，此接法可测星形接法电动机的三相功率。
三角形接法时的接线原理如图6a所示。
由图6a可知，单相功率表电流线圈流过的为U相的线电流，电压线圈测得的是U相的相电压，下面通过相量图来分析其原理。
P=3 PU
正是U相绕组的有功功率，所以，此种接法也适用于三角形接法的电动机。
3.此种接法的特点
此种接法的优点为：按线简单，不需要知道电动机内部的具体接法；缺点是：需要具有零线的三相四线制（或三相五线制）供电系统才能使用，专供动力电的三相三线制供电系统则不能采用此种接法，仍需采用传统的单表接法。但因大部分企业均采用三相四线制的供电方式，故完全可以用低廉的单相功率表代替较贵的三相功率表，且接线也较简单，此种接线方法还可用于功率因数表的测量接线，读者可自行分析。
参考资料：
[1]陈惠群.电工仪表与测量[M].北京：中国劳动保障出版社，2007.
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[4]张建霞.电工仪表与测量[M].北京：中国电力出版社，2010.
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