「发表文章」电表读数总偏大(小)的原因分析与改进

您所在的位置:网站首页 电阻电压表 「发表文章」电表读数总偏大(小)的原因分析与改进

「发表文章」电表读数总偏大(小)的原因分析与改进

2023-04-24 01:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

因此,用电流计来测量待测用电器电流,两者必须串联;测量电压,必须并联.一般地,电流计量程不能满足测量需求,需要用它来改装为更大量程的电流表或电压表.

理论上,只要分流电阻实际值与理论值相同,改装后的电流表与标准电流表串联后,读数相同.但是,由于分流电阻实际值可能与理论值有偏差,更因为接触电阻等不可控因素的影响,会使得改装后的电流表读数有偏差.让改装后的电流表与标准表串联,通过调节电路,逐一校准每一刻度线的电流值,这一操作在实践中称为电表矫正.图1为矫正电路图.

理论上,只要分压电阻实际值与理论值相同,改装后的电压表与标准电压表并联后,读数相同.但是,由于分压电阻实际值可能与理论值有偏差,更因为接触电阻的不可控影响,会使得改装后的电压表读数有偏差.让改装后的电压表与标准表并联(如图2所示),通过调节电路,逐一校准每一刻度线的电压值,这就是电压表矫正.

2 电表读数总偏大(小)原因与改进

2.1 电流表改装后读数总偏大(小)的原因与改进

为了讨论方便,假定标准电流表是由标准电流计和标准分流电阻R

改装而成,不考虑接触电阻的影响.

如图1所示是矫正电路原理图.假定标准表与改装表的电流计都是标准的,且所有参量相同,表盘刻度亦相同,那么改装表读数总比标准值略大,说明通过改装表电流计的电流大于标准表电流计的电流,通过改装表分流电阻的电流小于标准表分流电阻的电流,由此得到R>R标.显而易见,要矫正改装表,还得进一步并联分流电阻.实际上,还可以在电流计上串联电阻,使得流经电流计的电流减小.如果改装表读数总比标准表略小,说明通过改装表电流计的电流小于标准表电流计的电流,即通过改装表分流电阻的电流大于标准表分流电阻的电流,由此得到R

在改装设计中,也可能存在这种情况,分流电阻的实际值与理论计算值一致,由于电流计本身因素导致读数有偏差.例如电流计内阻实际值小于标示值,导致流经电流计的电流更大,从而读数偏大,就这种情况,有2种改进办法,使得流经电流计的电流减小为标准值:第一,在电流计上串联电阻;第二,再并联分流电阻.反之,读数偏小,则改进办法是在分流电阻中串联小电阻,使得分流电流减小.

以上分析可用表1小结.改装电流表读数偏大时,有2种改进方法.但是,作为电流表,它的内阻越小,对待测电路的影响就小.因此,使改装电流表内阻较大的矫正方法不可取,而使内阻较小的矫正方法更可取.在表1中,附上了改进方法评价.

2.2电压表改装后读数总偏大(小)的原因与改进

改装电压表矫正电路图如图2所示.鉴于篇幅关系,关于电压表改装后读数总偏大(小)的原因分析和改进不再赘述.请查看表2.

3 电表改装导致读数偏差的其他原因

改装电流表是由电流计和分流电阻并联构成,改装电压表是由电流计和分压电阻串联构成.在实际教学中或在高中物理试题中,都默认电流计是标准的,把导致读数偏差的原因全部归结为分流(压)电阻,这样有利于分析和接受.实际上,电流计本身因素也可能造成偏差,以电磁式电流计为例,电流计内部磁体磁性、扭转弹簧弹力、线圈有效长度等因素改变都会造成读数偏差.

不过,进一步分析,这些因素都可以折合成分流(压)电阻等效处理——造成电流表读数偏大(小),都可等效于分流电阻偏大(小);造成电压表读数偏大(小),都可等效于分压电阻偏小(大).从这个意义上而言,在高中物理教学中,默认所有电表的电流计是标准的有其合理性.

4、教学建议

在实际教学中,部分爱动脑筋的学生,对造成电表读数总是偏大(小)的原因会做发散性分析.因此,他们也思维定式地认为,改进办法会因原因不同而有所不同,然而,在试题中,总是默认单一的改进方法,因此而百思不得其解.

当这部分学生提出质疑时,不少教师因为思考不周,不知如何向学生解答,甚至认为他们的问题“离经叛道”而不予理会.显然,如此的教学处理,极容易挫伤学生的质疑精神、批判意识和创新能力.

因此,建议教师引领这部分学生充分发挥发散思维能力,找到导致读数偏差的各种可能原因,并为导致读数总是偏大(小)的原因提供改进办法.这时,学生一定也会很惊奇——虽然原因不同,但是改进方法却相同.进而,进一步引领学生对此现象提出“合理”解释,最终体会到所有这些影响因素都可以折合为分流(压)电阻等效处理.在这个思维过程中,一方面锻炼了“发散思维→聚合思维”高级思维能力;另一方面,更深刻地体会“等效法”这一重要研究思维的作用和意义.

本文的PDF文件及本号的“豪礼”,下载步骤如下:

第一步,关注“大明论教”;

大明论教主要与同仁、同道、同事交流高中物理教学、中小学班级管理、家庭教育、家校交流等教育、教学类文章。668篇原创内容

公众号

第二步,进入“大明论教”;

第三步,输入“号主论文”;

就会弹出分享二维码,然后识别二维码就可下载分享了。返回搜狐,查看更多



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3