《3.4多用電表電路分析與設(shè)計》知識清單

《3.4多用電表電路分析與設(shè)計》知識清單第三章從電表電路到集成電路3.4多用電表電路分析與設(shè)計一、多用電表的基本原理1、多用電表的功能多用電表是一種可以測量多種電學(xué)量的儀器，能測電流、電壓和電阻等。它就像一個多功能的電學(xué)小助手，非常厲害哦。2、表頭表頭是多用電表的核心部件之一。**重點**：表頭是一個靈敏電流表，它的滿偏電流Ig和內(nèi)阻Rg是很重要的參數(shù)。比如，一個表頭的滿偏電流Ig可能是幾十微安，內(nèi)阻Rg可能是幾百歐姆。3、改裝成電流表-原理：根據(jù)并聯(lián)電阻分流的原理，在表頭兩端并聯(lián)一個小電阻R，就可以把表頭改裝成電流表。-計算：設(shè)改裝后的電流表量程為I，根據(jù)并聯(lián)電路的特點，有I=Ig+(IgRg)/R，通過這個式子就可以算出需要并聯(lián)的電阻R的大小啦。-舉例：如果表頭滿偏電流Ig=100μA，內(nèi)阻Rg=500Ω，要改裝成量程為1A的電流表，就可以根據(jù)上面的公式算出需要并聯(lián)的電阻R的值。4、改裝成電壓表-原理：根據(jù)串聯(lián)電阻分壓的原理，在表頭串聯(lián)一個大電阻R，就可以把表頭改裝成電壓表。-計算：設(shè)改裝后的電壓表量程為U，根據(jù)串聯(lián)電路的特點，有U=Ig(Rg+R)，這樣就能算出需要串聯(lián)的電阻R的大小了。-舉例：如果表頭滿偏電流Ig=50μA，內(nèi)阻Rg=1000Ω，要改裝成量程為10V的電壓表，按照公式就能算出串聯(lián)電阻R的值。5、多用電表測量電阻原理-歐姆表內(nèi)部電路：歐姆表是由表頭、電源、可變電阻（調(diào)零電阻）等組成的電路。-工作原理：當把被測電阻Rx接入電路時，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I=E/(Rx+R+r)（這里E是電源電動勢，R是調(diào)零電阻，r是電源內(nèi)阻），電流I與被測電阻Rx有關(guān)，表頭指針的偏轉(zhuǎn)角度就會隨著Rx的不同而不同，這樣就可以測量電阻啦。-中值電阻：當表頭指針指在刻度盤中間位置時對應(yīng)的電阻值，這個電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻，也就是R中=Rg+R+r。二、多用電表的電路分析1、電路結(jié)構(gòu)-多用電表有不同的擋位，比如電流擋、電壓擋、電阻擋等，每個擋位都有對應(yīng)的電路連接方式。-在電流擋時，是表頭并聯(lián)電阻的電路結(jié)構(gòu)；在電壓擋時，是表頭串聯(lián)電阻的電路結(jié)構(gòu)；在電阻擋時，是包含表頭、電源、調(diào)零電阻等的特殊電路結(jié)構(gòu)。2、換擋原理-多用電表換擋就是改變電路中的電阻連接方式。-例如，從電流小量程擋換到大量程擋，就要減小并聯(lián)電阻的阻值；從電壓小量程擋換到大量程擋，就要增大串聯(lián)電阻的阻值；在電阻擋換擋時，會改變內(nèi)部電路的一些參數(shù)，以適應(yīng)不同范圍電阻的測量。三、多用電表的設(shè)計1、設(shè)計要求-根據(jù)需要測量的電學(xué)量范圍來設(shè)計多用電表。比如要測量0-10A的電流、0-100V的電壓、0-1000Ω的電阻等，就要按照前面講的原理來設(shè)計表頭、并聯(lián)或串聯(lián)電阻、調(diào)零電阻等的參數(shù)。2、設(shè)計步驟-確定表頭參數(shù)：先選好一個合適的表頭，知道它的滿偏電流Ig和內(nèi)阻Rg。-計算各擋電阻：根據(jù)要測量的電學(xué)量范圍，按照前面講的改裝電流表、電壓表、歐姆表的公式來計算需要并聯(lián)或串聯(lián)的電阻值。-考慮電路布局：要合理安排電路元件的布局，使電路簡潔、穩(wěn)定，并且便于操作和讀數(shù)。習(xí)題：1、一個表頭滿偏電流Ig=50μA，內(nèi)阻Rg=800Ω，要把它改裝成量程為0.5A的電流表，求需要并聯(lián)的電阻R的值。2、若表頭滿偏電流Ig=30μA，內(nèi)阻Rg=1200Ω，要改裝成量程為15V的電壓表，計算需要串聯(lián)的電阻R的值。3、某歐姆表內(nèi)部電源電動勢E=1.5V，內(nèi)阻r=1Ω，表頭內(nèi)阻Rg=200Ω，調(diào)零電阻R=300Ω，當表頭指針指在刻度盤中間位置時，求中值電阻。答案：1、根據(jù)I=Ig+(IgRg)/R，0.5=50×10??+(50×10??×800)/R，解得R≈0.08Ω。2、由U=Ig