关于电压测量的讨论

《关于电压测量的讨论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、关于电压测量的讨论杨久旺浙江省宁海县柔石中学315600摘要如何测好电压？应选择好恰当的仪器。测量电容器的电压要用静电计,测定电路电压得用电压表。在什么情况下电压表显示的示数是电源的内电压？静电场中某两点的电压如何测量？这些问题值得大家研究讨论。关键词电压电压表静电计量程内电压计算若问如何测量电压，大家立刻会想到用电压表。其实测电压的仪器不限于电压表，电压表也不是在任何情况下都能测电压。对于电压的测量，摆在我们面前的问题是；该用什么样的仪器测电压？怎样才能使测得的电压误差最小？测量中电压表所显示的数值是什么电压？如何测定静电场中的电压？木文就这些问题

2、做些讨论。通常的电压表是由磁电系电流表串联分压电阻组成的。测电压时必有很小电流通过电流表和分压电阻，电流表指针指示了电压值。若要测量已充电的电容器两极间的电压，将电压表接电容器两极，电容器将通过电压表放电，直至两极电荷中和不带电为止。设电容器电容为，电压表内阻为，放电的时间常数。如果时间常数较大（例如大于Is）,能观察到电压表指针由某一最大角度逐渐减小到零，说明随着电容器放电，电容器两极的瞬时电压逐渐变小。所以电压表不能用来测电容器的静态电压。为了不改变电容器的电荷量，测定电容器的静态电压，应用静电计。如图1所示，静电计实际上也是电容器，一极是跟指针

3、相连的带有金属杆的小圆球，另一极是外壳，它的电容极小。当待测电容器两极分别连接静电计两极时，有极少量的电荷转移到静电计上，静电计指针带电产生斥力，使指针偏转一个角度，指示了电容器两极的电压。在测量时，无论是电压表还是静电计，都要消耗一定的能量，只是这部分能量极小，因而，可以忽略不计。直流电路的电压自然用直流电压表测量。为使被测电压不超过电表的量程,又使测量的误差最小，一般要求电压表指针偏转在满刻度的四分之三附近。实际情况是被测电压和电压表的量程不一定有约四分之三数量关系。例如实验室的电压表有两种量程：3V和15V。若被测电压约为5V,用3V档，电压表

4、不能测量;用15V档测量，测量值约为满刻度的三分之一。这吋可以采用电表组测量，例如用两只相同的量程在3V档的电压表串联起来测量，其测量值约为5V的电压，每只表的读数约为2.5V,这样就满足测量要求。用串联的电压表测电压是减小测量误差的可取方法之一。量程不同的电压表也可以串联起来测电压，但两表电压的分配比相同的电压表要复杂得多。两表电压的分配跟电压表的内阻成正比。电压表的内阻可以计算，每只电压表刻度盘面上都标有电压灵敏度，一般电表为V,它跟电压表的量程的乘积就是电压表的内阻。如果电压表量程为3V,其内阻为Rv=V?3V=。若电压表量程为15V,则其内阻

5、/V?15V=。用电压灵敏度相同的电压表串联测电压，所分配的电压跟量程成正比，电表指针偏转的角度相同，测量的效果较好。研究电磁感应的动生电动势，常会遇到这样的问题，如图2所示，水平放置的平行导轨和，左端接电阻为。电压表连同所接到导体棒放在导轨上，电压表的内阻为。除了电阻和电压表内阻外，其余导体电阻不计。若使电压表连同导体棒一起以速度向右匀速直线运动，电压表读数显示的是什么样的物理量？通常做实验，电压表不会移动。在这里，电压表连同导体棒一起运动，它们都是产生动生电动势的电源了。首先我们得明确，电压表是电流表串联分压电阻而组成的电表，当电压表通过电流时，

6、指针偏转，所显示的电压为。如果开关断开，电压表连同导体棒切割磁感线运动，因没有电流，电表指针不偏转，显示的电压为零。若闭合开关，设间距离为，电压表连同导体棒以速度向右运动，产生动生电动势，电路有电流，通过电压表的电流，这吋电压表显示的电压读数为，这是电源的内电压。所以电压表显示的电压不是两端的电压。两端的电压是电源路端电压该由静止的电压表直接接两点测出。在电源内部，电流由端流向端，所以电压表正极跟端相连，负极跟端相连，跟测两端的路端电压的电压表极性相反。这个例子为我们提供了测电源内电压的方法。开关断开吋电压表读数为零，说明电源内电压为零，断路时外电路

7、电压等于电源电动势。用静电计可测电容器的电压，用电压表可测电路的电压。但这两种仪器并不能解决所有的电压测量问题。例如要测定静电场中某两点的电势差，它们都无能为力了。如图3所示，为两块带等量异种电荷的平行放置的大金属板，相距2cm,两板的电压V。为板间的两点，能否测出间的电势差即电压？用静电计可以测出间的电压，但无法测间的电压，电压表更不能测出间的电压。因为两点没有电荷，用仪器接触两点，不能从间取得一定的电荷量，也不会形成电流。所以静电计或电压表指针不会偏转，无法测出间电压。只能借助于计算方法求得间电压。先用静电计测出两板间电压V,量出两板距离=2cm

8、,计算两板间场强。再量出沿电场方向的间的距离，可算出。普通的电压测量，可以有很多值得我们探讨的问题。研究物理