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电表读数为何要达到满偏2/3以上？

查字典物理网 2016-08-19

在电学实验题电表的选择中,常有一条规则“选取适当的量程.”但怎样才算合适?由于“适当”两字属于模糊概念,本身没有量的界定,学生实际操作起来,感到很难把握.对此,教师一般告诉学生如下结论:电流表及电压表这两种电表的适当量程应是使指示值接近满偏的2/3以上为好;欧姆表的量程应是使指示值在“中值附近”,一般取R中/3~3R中为好.这个结论教材中没有相关的论述,部分教师虽然将此结论告诉给了学生,但自己觉得对此结论的来龙去脉也不甚了解,想要说明存在困难.为此,笔者对这一结论作专门分析,供大家参考.当前中学物理实验室所用的直流电表大部分都是磁电式电表,它的基本原理和特征是:指针转角大小与所通入的电流大小成正比,电流方向不同,偏转方向也不同,其准确度等级一般为2.5.根据误差理论,用这样的电表测量,产生的最大相对误差值为

E=Δ仪/x=xm/x×N×100, (1)式中xm为仪表的量程,x为某一示值,N为仪表的准确度等级.如用一个量程为0.60 A的电流表,测出的值为0.20A,其最大相对误差E=0.600.20×2.5×100%=7.5%.而测量值为0.40 A时,其最大相对误差E=0.600.40×2.5×100%=3.75%.

从以上分析可以看出,在选用电表的量程上,要尽可能使所测数值接近仪表的满量程,这样测得的值的相对误差才比较小.考虑到电压、电流表的测量值相对误差一般不超过5%

因此在选定电流表和电压表的量程时,“适当”两字的量就界定在使指示值在刻度盘上的2/3以上.

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