电压表与电流表原理
电压表是并联在电路上用的,构成除了表面上能看到的以外,里面重要的有矩形线圈、蹄形磁铁、弹簧,再有就是导线拉,原理是:当电流通过矩形线圈时,线圈与磁铁相互作用,这就产生一个力,使线圈偏转,而线圈上梆着弹簧,弹簧的力是不让线圈偏转,当这两个力平衡时,指针指在一个刻度上,这个刻板所示就是此时电压表两端电压
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
电流表是利用载流矩形线圈在磁场中受力偶矩转动的原理制成的。电压表可以理解成电流表串联一个大电阻
电压表是测量电压的一种仪器,常用电压表——伏特表符号:V,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。大部分电压表都分为两个量程。(0—3V)(0—15V),电压表有三个接线柱,一个负接线柱,两个正接线柱,电压表的正极与电路的正极连接,负极与电路的负极连接。电压表是个相当大的电阻器,理想的认为是断路。 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象,便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点。在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。 不同之处: 1、电压表可以给出祥测信号的数值,这通常是有效值即RMS值。但是电压表不能给出有关信号形状的信息。有的电压表也能测量信号的峰值电压和频率。然而,示波器则能以图形的方式显示信号随时间变化的历史情况。 2、电压表通常只能对一个信号进行测量,而示波器则能同时显示两个或多个信号。 3、示波器的显示器件是阴极射线管,缩写为CRT,见图1。阴极射线管的基础是一个能产生电子的系统,称为电子枪。电子枪向屏幕发射电子。电子枪发射的电子经聚焦形成电子束,并打在屏幕中心的一点上。屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就发出光来。
在测量电流与电压时,正确地选择和使用电流表和电压表,不仅直接影响测量结果的准确程度,而且还关系到操作者的安全以及仪表的使用寿命。即全面又有所侧重地进行选择。 1、选择仪表类型 若要测量直流电流、电压,应选择磁电系仪表。测量交流电流、电压时,应选择电磁系或整流系仪表。当要求准确度较高时,则可选择电动系仪表。如要求交、流两用时,可选择交、直流两用的电磁系仪表;在要求准确度较高的场合可选择电动系仪表。 2、选择仪表准确度 作为标准表或精密测量时,可选用0.1级或0.2级的仪表;实验室可选用0.5级或1.0级的仪表;一般的工程测量可选用1.5级以下的仪表。 与仪表配合使用的附加装置,如分流电阻、分压电阻、仪用互感器等,其准确度等级应比仪表本身的准确度等级高2~3挡,才能保证测量结果的准确度。 3、选择仪表内阻 仪表接入被测电路后,应尽量减小仪表本身的功耗,以免影响电路原有的工作状态。因此,选择仪表内阻时要满足:电压表内阻应尽量大些;电流表内阻应尽量小些。 4、选择仪表量程 在实际测量中,为使测量误差尽量减小,且保证仪表的安全,应根据以下原则选择电流表和电压表的量程: ①所选量程要大于被测量; ②把被测量范围选择在仪表标度尺满刻度的三分之二以上范闱内; ③在无法估计被测量大小时,应先选用仪表最大量程测试后,再逐步换成合适的量程。 5、选择仪表的工作条件 凡是实验室使用的仪表一般选择便携式仪表;开关板或电气设备面板上的仪表应选择安装式仪表。对于环境温度、湿度、外界电磁场等条件有特定要求时,应按其要求进行选择,以尽量减小仪表的附加误差。 6、选择仪表的绝缘强度选择仪表时,根据被测电路电压的高低,来确定仪表及附加装置的绝缘强度,以免发生危害人身安全及损坏仪表的事故。