電壓表和電流表都是由靈敏電流計改裝而成的,所以下面介紹靈敏電流計的構(gòu)成和原理。在靈敏電流計里面有一個永磁體,在電流計的兩個接線柱之間串聯(lián)一個由導(dǎo)線構(gòu)成的線圈,線圈放置在永磁體的磁場中,并通過傳動裝置與表的指針相連。
原理:當(dāng)電流計接入電路時,電流計中有電流通過,也就是說電流計中的線圈中有電流通過,這時磁場會對線圈產(chǎn)生力的作用,線圈在這個力的作用下產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),這個偏轉(zhuǎn)帶動指針也偏轉(zhuǎn),這樣就表示出了線圈中通過的電流的大小。
電壓表:由于電壓表要與被測電阻并聯(lián),所以如果直接用靈敏電流計當(dāng)電壓表用,表中的電流過大,會燒壞電表,這時需要在電壓表的內(nèi)部電路中串聯(lián)一個很大的電阻,這樣改造后,當(dāng)電壓表再并聯(lián)在電路中時,由于電阻的作用,加在電表兩端的電壓絕大部份都被這個串聯(lián)的電阻分擔(dān)了,所以通過電表的電流實際上很小,所以就可以正常使用了。
首先,我們要知道在電壓表內(nèi),有一個磁鐵和一個導(dǎo)線線圈,通過電流后,會使線圈產(chǎn)生磁場(好象這個內(nèi)容又超過你目前學(xué)的了,是初二下學(xué)期要學(xué)的,但你肯定知道電磁鐵吧),這樣線圈通電后在磁鐵的作用下會旋轉(zhuǎn),這就是電流表、電壓表的表頭部分。
這個表頭所能通過的電流很小,兩端所能承受的電壓也很?。隙ㄟh(yuǎn)小于1v,可能只有零點零幾伏甚至更?。瑸榱四軠y量我們實際電路中的電壓,我們需要給這個電壓表串聯(lián)一個比較大的電阻,做成電壓表。這樣,即使兩端加上比較大的電壓,可是大部分電壓都作用在我們加的那個大電阻上了,表頭上的電壓就會很小了。
可見,電壓表是一種內(nèi)部電阻很大的儀器,一般應(yīng)該大于幾千歐。
電流表是跟據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受磁場力的作用而制成的。
電流表內(nèi)部有一永磁體,在極間產(chǎn)生磁場,在磁場中有一個線圈,線圈兩端各有一個游絲彈簧,彈簧各連接電流表的一個接線柱,在彈簧與線圈間由一個轉(zhuǎn)軸連接,在轉(zhuǎn)軸相對于電流表的前端,有一個指針。
當(dāng)有電流通過時,電流沿彈簧、轉(zhuǎn)軸通過磁場,電流切磁感線,所以受磁場力的作用,使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn),帶動轉(zhuǎn)軸、指針偏轉(zhuǎn)。
由于磁場力的大小隨電流增大而增大,所以就可以通過指針的偏轉(zhuǎn)程度來觀察電流的大小。
這叫磁電式電流表,就是我們平時實驗室里用的那種。
電流表串聯(lián)一個大電阻。測量時并聯(lián)到被測量的兩點之間,不會改變原有電路的特性,電流表顯示數(shù)值正比于被測量點的電壓:
電流表內(nèi)阻ro 很小,可以忽略不計,外接電阻r 很大,這樣根據(jù)歐姆定律得到:
i = u/(r + ro) ≈ u/r