大学物理实验《欧姆表设计》.doc

欧姆表设计实验目的1. 掌握欧姆表测电阻的原理和方法2. 运用电学基本概念，进行欧姆表的初步设计实验原理图11－1 图11－3 图11－4测量电阻大小的表称为欧姆表如图11－1所示，把微安表（表头）和电池E与可调电阻R0串连，并使a,b两点短路，调节R0，使指针偏转满度，此时电路中电流为：其中，称为欧姆表内阻若在a,b间接入一被测电阻Rx，则 （1）由式（1）知，被测电阻值可从电流大小反映出来，如果把表头的度盘首先用已知电阻进行刻度，就可直接用来测量电阻，这就是欧姆表的基本原理由式（1）知，I随Rx作非线性变化，当Rx=RZ时，I=Ig/2，指针指在表盘的中心位置，故欧姆表的内阻RZ称为“中心阻值”，在中心阻值RZ附近的刻度比两边均匀一些，精度也比两边高一些，所以，为了精确测量阻值，欧姆表装有高，中，低多种测量档，分档后各档都有自己的中心阻值为通用一条刻度线，常采用十进制分档，如中心阻值为12 Ω，120 Ω，1.2 KΩ，12 KΩ等等 按图11－1设计的欧姆表，虽可以测电阻，但当电池用旧时，电动势下降，电流变小，指针不到满格，须改变R0使指针满度；而R0改变会引起中心阻值的变化，使表盘刻度不符。

所以实际的欧姆表常采用图11－3的线路由图11－3，，令，则欧姆表内阻当电池的电动势发生变化时，可调节R2，使指针仍满偏由于表头与其分路的等效电阻远小于R3，所以，对整个中心阻值RZ的影响很小，因而测量误差也很小实际的欧姆表设计1. 根据实际的使用要求，主观确定欧姆表各档的中心阻值选用最便于读数的欧姆表度盘本实验要求设计中心阻值RZ＝1.2 KΩ，RZ΄＝120 Ω（即R×100，R×10）两档欧姆表欧姆表度盘中心阻值为12 Ω表头量程Ig＝100 μA，内阻Rg＝2740 Ω2. 由E>=IgRZ确定最少需要干电池节数3. 计算R1，R2，R3，R4（电源内阻不计）其中RZ为最高中心阻值，E为电源电动势的标称值（为1.5 V）R1=Rsmin，，由求R44．按图11－4接线路，电源为电池实验步骤1. 确定最少需要干电池节数，计算R1，R2，R3，R42. 按图11－4接好线路，使用R×100档短路表笔调节R2使指针满度3. 用精密电阻箱作为标准电阻，按表格所示的7个阻值给欧姆表的R×100档刻度4. 合上K2重复2，3给R×10档刻度5. 用坐标纸以标准电阻R为横坐标，以表头电流读数I为纵坐标，作欧姆表两档的定标曲线。

数据记录与处理表头量程Ig=μA，表头内阻Rg= Ω，R×100档中心阻值 RZ=Ω， R×10档中心阻值RZ= Ω，欧姆表工作电源 E=V，R1=Ω，R2≥Ω，R3=Ω， R4= Ω表11－1 R×100档位校准（中心阻值RZ=1200 Ω）标准阻值（Ω）3006009001200150018002100表头指针的电流读数（μA）表11－2 R×10档位校准（中心阻值RZ’=120 Ω）标准阻值（Ω）306090120150180210表头指针的电流读数（μA） / 。