【实验简介】

电表是常用的电学测量仪器。按用途可以分为直流电流表、交流电流表、直流电压表、交流电压表、欧姆表等，而且各种电表的量程多样，但这些电表都可以由表头改装而成。

电流计（或者微安表）习惯上称为“表头”，表头有数字表、指针表等，一般只能测量很小的电流和电压，但经过改装，扩大其量限，就可以用来测量较大的电流 、电压等。

本实验通过一只指针式电表的改装和校准，学习有关电表的基本知识及如何进行电表的校准。

【实验目的】

1．掌握将微安表改装成较大量限电流表和电压表的原理和方法.

2．掌握校正电流表和电压表的方法.

3．培养独立设计并完成实验的工作能力.

【实验原理】

表头的满度电流I_g称为表头的量限，I_g越小，表头的灵敏度越高，表头的内阻用R_g表示.

一、改装微安表为电流表

设表头改装后的电流表量限为I=nI_g，则必须在表头上并联一个分流电阻R_s；如图1所示，根据欧姆定律得到，因此分流电阻为

      （1）

二、改装微安表为电压表

设表头改装后的电压表量限为V，则必须在表头上串联一个分压电阻R_h，如图2所示.

由欧姆定律得到，因此分压电阻为

图1. 并联小电阻改装成电流表                         图2. 串联大电阻改装成电压表

【实验器材】

电表改装装置；毫安表，伏特表；甲电池；电阻箱及导线若干.

【实验内容】

电表改装装置如图3所示，为实验室自制的实验装置，R₁、R₂为分流电阻，R₃为分压（可变）电阻，“+”为表头输入正极，“-”为表头输入负极.

图3. 实验装置示意图

1．用比较法测定表头的满度电流I_g.

要求：画出电路图，拟出操作步骤，测出结果.

提示：将表头和标准微安表相串联，改变电流，使表头指针达到满度.

注意：电路中应加保护电阻.

2．测定表头的内阻R_g.

要求画出电路图，拟出操作步骤，测出结果.

提示：当表头指针偏移到满度时，如果在表头上并联一个阻值和表头内阻R_g相等的电阻，则表头的偏转将减小一半.

注意：这时应保持总电流不变.

3．将表头改装成量限为100mA的电流表，计算出分流电阻R_s（R₁或R₂，阻值从盒背面读出），并用多用表测定其值，调整改装成的电流表的满度量程，并对分度进行校准.

要求：画出电路图.

4．将表头改装成量限为1.00V的电压表，计算出分压电阻R_h（R₃），并用多用表测定其值，调整改装成的电压表的满度量程，并对分度进行校准.

要求：画出电路图.

5．以改装表的读数为横坐标，标准表的读数为纵坐标，分别作出电流表和电压表的校正曲线.

【数据处理】

4幅电路图，2张表格，2条校准曲线。

下面是个例子（电路图自己设计）：

用比较法测定表头的满度电流Ig（左），用半偏法测定表头的内阻Rg（右）

将表头改装为量限是100mA的电流表（左），将表头改装为量限是1V的电压表（右）

表一：

表二：

【注意事项】

1．在改装成100mA电流表时，也可以不采用图3中的R₁，使用电阻箱.因为R₁的阻值是固定的，电阻箱可区分0.1.

2．在改装电表时，由于并联或串联的电阻不会正好是计算出来的值，如改装成100mA的电流表时，不能正好在表头满偏的地方，所以要画出校正曲线.用于在实际测量中由改装表指针偏转的位置，根据校正曲线来确定电路中的电流或电压值.

【思考题】

1. 能否把本实验用的表头改装为50μA的微安表或者0.1V的伏特表？为什么？

2. 校准电流表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数偏高，若想达到标准表的数值，此时改装表的分流电阻应调大还是调小？为什么？

3. 校准电压表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数偏低，若想达到标准表的数值，此时改装表的分压电阻应调大还是调小？为什么？

4. 为什么在校准电表时需要把电流（电压）由小到大做一遍，又由大到小做一遍？如果两者完全一致说明说明？两者不一致又说明什么？