浙江省诸暨中学 (311800)
山东省潍坊市第七中学纪效花老师在贵刊04年第5期中刊登的《一个困扰我多年的问题:多用电表的内阻》一文中提到:多用电表的欧姆档的满偏电流IgE,半偏电流R内1E,此时RIg2R内R待测待测
=R内,即电阻档上的中值电阻等于欧姆档的内阻,在不同
倍率档时,由于高倍率档的中值电阻大所以内阻也大。但在实验过程中纪老师还细心的发现从低档位换成高档位时,红黑表笔短接但未调零时指针在零刻度的右方,即此时的电流值比使用低档位时的电流值还要大,根据以上结论好像是高倍率档的内阻更小,并提问不同倍率档的内阻是否是依赖调零电阻调节的,希望得到广大读者的回答。本人在这里作一些个人的看法。
要回答纪老师的问题,我们须从多用电表的内部结构原理着手。其实多用电表并不是孤立的各功能电路的简单综合,而是从减少元件简化电路的角度设计的综合电路。纪老师提到的IgG R E 红表笔 黑表笔
图1
ER内一式是从中学物理中涉及的欧姆表的设计原理得出的,如图1所示
(详细请参照人教版物理第二册中《恒定电流》一章中《电阻的测量》一节),自然没错,但只是一个基本原理。其实在实际应用中的多用电表的欧姆档电路远比此要复杂。实际应用的多用电表欧姆档的原理可如图2所示,其中的各电阻都是根据电表设计需要的定值电阻,其中RT就为调零电阻,因为对于新旧电池,电源的电动势会有所变化,通过调节RT就可使得对于不同大小的电动势都可以使得红黑表笔短接时电流表满偏。可知不同倍率档的内阻并非是依赖调零电阻调节的,而是通过增减或改变回路的方法改变的,如从×1K打到×1,增加了R3这条支路,使内阻减小;从×1档打到×10档时,红表笔 从R3支路换成R4支路,其余换档依次类推。当打到×1K档时,
图2
A R5 R4 R3 ×100 R2 ×10 B ×1 ×1K E 黑表笔
RG G R1 R0 RT 调节RT使得两支路的电阻相等,因此通过两支路的电流也相等。当短接时,电流表满偏,回路电流为2Ig,因此中值电阻等于内阻,即RKE,打到×1档时,经重新调零后,2Ig可使中值电阻为×1K时的
1。 1000至于纪老师所观察到的在低档位换成高档位时,短接但未调零前指针在零刻度的右方,即此时流经电流表的电流值比使用低档位时的电流值还要大这种情况,我也专门去本人所在学校的实验室去试了几种多用电表,除了纪老师试过的杭州电表厂生产的MF110型多用电表会发生这种情况,浙江临海东南电表厂生产的JO411型和杭州电表厂生产的JO411型都会发生此种情况。那么为什么会如此呢?我们也可以试着从电路原理中来讨论。如在图2中,当倍率档打在×1档时,红黑表笔短接时,电路可简化为如图3所示。从×1档打到×1KB 档,即电路中R3支路被断开,所以总电阻变大,则流经电源的电流减小,内电压减小,则AB两点间电压变大,所以流经R2
E 图3 R2 K G RT R3 R0 R1 A 的电流变大(但比原来的流经电源的电流要小),因为此时未调零,所以R0和R1两支路中电阻未变,因此流经RG的电流变大,即从小倍率档打到高倍率档时,短接但未调零时流过RG的电流变大,多用电表中则表现为指针在欧姆刻度线零刻度的右方,即证实了发生纪老师所观察到的现象是客观的。
以上是根据本人对多用电表的一些了解得出的一些观点,希望广大同行多多指正。
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