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電壓表（測量電壓的一種儀器）

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電壓表

測量電壓的一種儀器

電壓表是測量電壓的一種儀器。由永磁體、線(xiàn)圈等構成。電壓表是個(gè)相當大的電阻器，理想的認為是斷路。初中階段實(shí)驗室常用的電壓表量程為0~3V和0~15V。

基本信息

中文名	電壓表
外文名	voltmeter
類(lèi)別	測量?jì)x器
運用領(lǐng)域	測量電路電壓
原理	電流的磁效應
分類(lèi)	物理學(xué) 電學(xué)

收起

概述

電壓表是測量電壓的一種儀器，常用電壓表——伏特表的符號為“V”。

電壓表

傳統的指針式電壓表包括一個(gè)靈敏電流計，在靈敏電流計里面有一個(gè)永磁體，在電流計的兩個(gè)接線(xiàn)柱之間串聯(lián)一個(gè)由導線(xiàn)構成的線(xiàn)圈，線(xiàn)圈放置在永磁體的磁場(chǎng)中，并通過(guò)傳動(dòng)裝置與表的指針相連。大部分電壓表都分為兩個(gè)量程。電壓表有三個(gè)接線(xiàn)柱，一個(gè)負接線(xiàn)柱，兩個(gè)正接線(xiàn)柱，電壓表的正極與電路的正極連接，負極與電路的負極連接。

原理

傳統的指針式電壓表和電流表都是根據一個(gè)原理就是電流的磁效應。電流越大

電壓表

，所產(chǎn)生的磁力越大，表現出的就是電壓表上的指針的擺幅越大，電壓表內有一個(gè)磁鐵和一個(gè)導線(xiàn)線(xiàn)圈，通過(guò)電流后，會(huì )使線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，線(xiàn)圈通電后在磁鐵的作用下會(huì )發(fā)生偏轉，這就是電流表、電壓表的表頭部分。

由于電壓表要與被測電阻并聯(lián)，所以如果直接用靈敏電流計當電壓表用，表中的電流過(guò)大，會(huì )燒壞電表，這時(shí)需要在電壓表的內部電路中串聯(lián)一個(gè)很大的電阻，這樣改造后，當電壓表再并聯(lián)在電路中時(shí)，由于電阻的作用，加在電表兩端的電壓絕大部分都被這個(gè)串聯(lián)的電阻分擔了，所以通過(guò)電表的電流實(shí)際上很小，所以就可以正常使用了。

直流電壓表的符號要在V下加一個(gè)“_”，交流電壓表的符號要再V下加一個(gè)波浪線(xiàn)“~”。

技術(shù)參數

頻響范圍10Hz—10MHz 基本精度±2%

電壓表

輸入電阻，電容，過(guò)載電壓1mV—300mV:≥8MΩ≤40pF≤100V300mV—300V≥8MΩ≤20pF≤600V

直流輸出電壓-1V(逢10量程)

一般技術(shù)指標

工作溫度，濕度0℃—40℃≤90%RH

電源要求198V—242VAC475Hz—52.5Hz

功耗≤6VA

尺寸(W×H×D)240mm×140mm×280mm

重量約2.5kg

結構

電壓表是個(gè)大的電阻器，理想的認為是斷路。在并聯(lián)電路中并聯(lián)了電壓表(跟別的用電器并聯(lián))和用電器，如果在干路中沒(méi)有其他的用電器，可以認為測量電源電壓(因為并聯(lián)電路上的用電器全部享用了電源的電壓)；如果干路中還連接其他的用電器，那這個(gè)用電器就分享了部分電源電壓，那電壓表測的只能是部分電壓(連接在哪個(gè)用電器就是哪個(gè)用電器的電壓)。

要知道在電壓表內，有一個(gè)磁鐵和一個(gè)導線(xiàn)線(xiàn)圈，通過(guò)電流后，會(huì )使線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，這樣線(xiàn)圈通電后在磁鐵的作用下會(huì )旋轉，這就是電流表、電壓表的表頭部分。

這個(gè)表頭所能通過(guò)的電流很小，兩端所能承受的電壓也很小（肯定遠小于1V，可能只有零點(diǎn)零幾伏甚至更小），為了能測量實(shí)際電路中的電壓，需要給這個(gè)電壓表串聯(lián)一個(gè)比較大的電阻，做成電壓表。這樣，即使兩端加上比較大的電壓，可是大部分電壓都作用在加的那個(gè)大電阻上了，表頭上的電壓就會(huì )很小了。電壓表是一種內部電阻很大的儀器，一般應該大于幾千歐。表頭是跟據通電導體在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力的作用而制成的。表內部有一永磁體，在極間產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中有一個(gè)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈兩端各有一個(gè)游絲彈簧，彈簧各連接表的一個(gè)接線(xiàn)柱，在彈簧與線(xiàn)圈間由一個(gè)轉軸連接，在轉軸相對于電流表的前端，有一個(gè)指針。當有電流通過(guò)時(shí)，電流沿彈簧、轉軸通過(guò)磁場(chǎng)，電流切磁感線(xiàn)，所以受磁場(chǎng)力的作用，使線(xiàn)圈發(fā)生偏轉，帶動(dòng)轉軸、指針偏轉。由于磁場(chǎng)力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過(guò)指針的偏轉程度來(lái)觀(guān)察電流的大小。

電壓表

分類(lèi)

電壓表

用于測量直流電壓、交流電壓的機械式指示電表。分為直流電壓表和交流電壓表。

直流類(lèi)型

主要采用磁電系電表和靜電系電表的測量機構。磁電系電壓表由小量程的磁電系電流表與串聯(lián)電阻器(又稱(chēng)分壓器)組成，最低量程為十幾毫伏。為了擴大電壓表量程，可以增大分壓器的電阻值。例如用50微安的電流表形成250伏的電壓表時(shí)，要使分壓器與測量機構的總電阻值為250/[50×10^(-6)]=5×10^6歐=5兆歐，這相當于電壓表的內阻為20千歐/伏。為了避免電壓表的接入過(guò)多影響原工作狀態(tài)，要求電壓表有較高的內阻。用幾個(gè)電阻組成的分壓器和測量機構串聯(lián)，可形成多量程電壓表。靜電系電壓表的最低量程為幾十伏，擴大量程是靠改變電表內部結構和極間距離來(lái)達到。此外，電磁系電表的測量機構在理論上也可用于測量直流電壓。

交流類(lèi)型

主要采用整流式電表、電磁系電表、電動(dòng)系電表和靜電系電表的測量機構。除靜電系電壓表外，其他系電壓表都是用小量程電流表與分壓器串聯(lián)而成。也可用幾個(gè)電阻組成的分壓器與測量機構串聯(lián)而形成多量程電壓表。這些系的交流電壓表難于制成低量程的，最低量程在幾伏到幾十伏之間，而最高量程則約為1～2千伏。靜電系電壓表的最低量程約為30伏，而最高量程則可達很高。電力系統中用的高壓電壓表是由電壓額定量程為 100伏的電磁系電壓表，結合適當電壓變比的電壓互感器組成。由于受測量機構線(xiàn)圈電感的限制，電磁系電壓表、電動(dòng)系電壓表的使用頻率范圍較窄，上限頻率低于1～2千赫。電動(dòng)系略?xún)?yōu)于電磁系。靜電系和熱電系電壓表的使用頻率范圍都較寬。整流式電壓表的上限使用頻率約幾千赫，但要注意，僅當交流電壓為正弦波形時(shí)，整流式電表讀數才是正確的。各系電壓表的各系電壓表的量程，使用頻率范圍、內阻以及能達到的最高準確級見(jiàn)表。

數顯類(lèi)型

數顯電壓表是用模/數轉換器將測量電壓值轉換成數字形式并以數字形式表示的儀表適合環(huán)境溫度0～50℃濕度85%以下使用，在因磁場(chǎng)或高頻儀器，高壓火花，閃電等原因引起電壓異常時(shí)，在外部請使用電源線(xiàn)濾波器或非線(xiàn)性電阻等干擾吸收電路。

電壓表

使用與維護

本文簡(jiǎn)述了電流表與電壓表的使用維護方法.

1.合理選擇電流表

(1)根據被測量準確度要求，合理選擇電流表的準確度。一般地講，0.1-0.2級的磁電系電流表適合用于標準表及精密測量中;0.5-1.5級磁電系電流表適合用于實(shí)驗室中進(jìn)行測量;1.0—5.0級磁電系儀表適合用于工礦企業(yè)中作為電氣設備運行監測和電氣設備檢修使用。

(2)根據被側電流大小選擇相應量限的電流表。量限過(guò)大會(huì )造成測量準確度下降，量限過(guò)小會(huì )造成電流表?yè)p壞。為充分利用儀表的準確度，應當按盡量使用標尺度的后1/4段的原則選擇儀表的量程。

(3)合理選擇電流表內阻。對電流表要求其內阻越小越好。

2.測量前的檢查

測量前，應檢查電流表指針是否對準“0”刻度線(xiàn)。如果沒(méi)對準，應調節“調零器”，使指針歸零。

3.電流表與被測電路的連接

(1)測量時(shí)，應將電流表串接于被測電路的低電位一側。

(2)測量直流時(shí)，需要注意電流表端鈕的符號，對單量限電流表，被測量電流應從標有“+”的端鈕流人電流表，從標有“—”的端鈕流出電流表；對多量限電流表，標有“*”的是公共端鈕，如果其他端鈕標有“+”符號。則應使被測電流從“+”端鈕流入，從“*”端鈕流出；如果其他端鈕標有“—”符號，則連接正好與上述情況相反。

4.正確讀數

讀數時(shí)，應讓指針?lè )€定后再進(jìn)行讀數，并盡旦保持視線(xiàn)與刻度盤(pán)垂直。如果刻度盤(pán)有反射鏡，應使指針和指針在鏡中的影保重合，以減小誤差。

5.維護方法

(1)由于磁電系電流表的過(guò)載能力很小，使用時(shí)一定要注意連接電路的極性和量限的選擇。

(2)若在測量中發(fā)現指針?lè )聪蚱D或正向偏轉超過(guò)標度尺上滿(mǎn)刻度線(xiàn)，應立即斷電停止測量，待連接正確或重新選擇更大量限的電流表后再進(jìn)行測量。

(3)當測量工作完畢后，應先斷電源，再從測量電路中取下電流表，將其放置在干燥、通風(fēng)和陰涼的環(huán)境中。對靈敏度、準確度很高的微安表和毫安表，應用導線(xiàn)將正、負端鈕連接起來(lái)，以保護儀表的測量機構。

電壓表的使用維護方法與電流表的使用維護方法類(lèi)同，還應注意以下幾點(diǎn)：

(1)測量時(shí)應將電壓表并聯(lián)接入被測電路。

(2)由于電壓表與負載是并聯(lián)的，要求內阻Rv遠大于負載電阻RL。

(3)測量直流時(shí)，先把電壓表的“—”瑞鈕接入被測電路的低電位端，然后再把“+”端鈕接入被測電路的高電位端。

(4)對多量限電壓表，當需要變換量限時(shí)，應將電壓表與被測電路斷開(kāi)后，再改變量限。

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