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电压表
 

电压表是测量电压的一种仪器,常用电压表——伏特表的符号为“V”。传统的指针式电压表包括一个灵敏电流计,在灵敏电流计里面有一个永磁体,在电流计的两个接线柱之间串联一个由导线构成的线圈,线圈放置在永磁体的磁场中,并通过传动装置与表的指针相连。

大部分电压表都分为两个量程。电压表有三个接线柱,一个负接线柱,两个正接线柱,电压表的正极与电路的正极连接,负极与电路的负极连接。[1]

中文名称:电压表

外文名称: voltmeter

学科分类:物理学 电学

作用:测量电路电压

原理:电流的磁效应

概述

电压表是测量电压的一种仪器,常用电压表--伏特表的符号为"V"。有直流电压表和交流电压表。

传统的指针式电压表包括一个灵敏电流计,在灵敏电流计里面有一个永磁体,在电流计的两个接线柱之间串联一个由导线构成的线圈,线圈放置在永磁体的磁场中,并通过传动装置与表的指针相连。大部分电压表都分为两个量程。电压表有三个接线柱,一个负接线柱,两个正接线柱,电压表的正极与电路的正极连接,负极与电路的负极连接。

电压表分为直流电压表和交流电压表,直流电压表的符号要在V下加一个“_”,交流电压表的符号要再V下加一个波浪线“~”。[2]

基本结构

1、电压表是个大的电阻器,理想的认为是断路。在并联电路中并联了电压表(跟别的用电器并联)和用电器,如果在干路中没有其他的用电器,可以认为测量电源电压(因为并联电路上的用电器全部享用了电源的电压);如果干路中还连接其他的用电器,那这个用电器就分享了部分电源电压,那电压表测的只能是部分电压(连接在哪个用电器就是哪个用电器的电压)。

2、要知道在电压表内,有一个磁铁和一个导线线圈,通过电流后,会使线圈产生磁场,这样线圈通电后在磁铁的作用下会旋转,这就是电流表、电压表的表头部分。

3、这个表头所能通过的电流很小,两端所能承受的电压也很小(肯定远小于1V,可能只有零点零几伏甚至更小),为了能测量实际电路中的电压,需要给这个电压表串联一个比较大的电阻,做成电压表。这样,即使两端加上比较大的电压,可是大部分电压都作用在加的那个大电阻上了,表头上的电压就会很小了。

电压表是一种内部电阻很大的仪器,一般应该大于几千欧。表头是跟据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。表内部有一永磁体,在极间产生磁场,在磁场中有一个线圈,线圈两端各有一个游丝弹簧,弹簧各连接表的一个接线柱,在弹簧与线圈间由一个转轴连接,在转轴相对于电流表的前端,有一个指针。当有电流通过时,电流沿弹簧、转轴通过磁场,电流切磁感线,所以受磁场力的作用,使线圈发生偏转,带动转轴、指针偏转。由于磁场力的大小随电流增大而增大,所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。[3]

工作原理

传统的指针式电压表和电流表都是根据一个原理就是电流的磁效应。电流越大,所产生的磁力越大,表现出的就是电压表上的指针的摆幅越大,电压表内有一个磁铁和一个导线线圈,通过电流后,会使线圈产生磁场,线圈通电后在磁铁的作用下会发生偏转,这就是电流表、电压表的表头部分。

由于电压表要与被测电阻并联,所以如果直接用灵敏电流计当电压表用,表中的电流过大,会烧坏电表,这时需要在电压表的内部电路中串联一个很大的电阻,这样改造后,当电压表再并联在电路中时,由于电阻的作用,加在电表两端的电压绝大部分都被这个串联的电阻分担了,所以通过电表的电流实际上很小,所以就可以正常使用了。

测量方法

1、观察电压表的指针是否在零线上,若不在零线上,可用螺丝刀调节表盘下的调节螺母,使指针指在零线上。

2、估计被测电压的大小,选择合适量程的电压表,所测电压值约等于量程的70%时,测量效果最好,如果估计不出被测电压的值的大小,可从最大量程试起。

3、选好量程后,把电压表并联在所测电压路的两端,让电流从“+”线接线柱流入,从“-”接线柱流出,如果把电压表的“+”、“-”接线柱接反了,电压表的指针将向相反方向摆动,这样不但不能测出电压的大小,还有可能打坏电压表的指针。

4、把直流电压表正确接入电路中,不要急于闭合开关进行测量,应用开关的动触头去试触开关的静触头,同时观察电压表的指针。

如果电压表指针不动,说明电路中有开路处,应检查一遍电路的连接情况,尤其是接线柱处是否接触良好。

如果电压表指针反向偏转,说明电压表的“+”、“-”接线柱接反了,应重接一遍。

如果电压表指指针偏转过大,超过了所选量程的最大值,说明所选量程小,应换一个较大的量程。

如果电压表指针偏转过小,甚至都不到一个小格,说明所选量程大,应换一个较小的量程。

应等电压表指针稳定后再去读数,读数时应让视线通过指针跟刻度盘垂直,现在有些电压表改用液晶显示,给读数带来了较大的方便。

电压表可以直接接在电源两极上测电源的电压,电源在工作时,给电路两端提供一定的电压值,随着使用时间延长,提供的电压值会有所减小。因此,常把电压表直接接在电源两极上测出电源提供的电压值。

5、如果是交流电压表,则不必区分正负极,只选择量程即可。[4]

分类

1、直流类型

主要采用磁电系电表和静电系电表的测量机构。磁电系电压表由小量程的磁电系电流表与串联电阻器(又称分压器)组成,最低量程为十几毫伏。为了扩大电压表量程,可以增大分压器的电阻值。例如用50微安的电流表形成250伏的电压表时,要使分压器与测量机构的总电阻值为250/[50×10^(-6)]=5×10^6欧=5兆欧,这相当于电压表的内阻为20千欧/伏。为了避免电压表的接入过多影响原工作状态,要求电压表有较高的内阻。用几个电阻组成的分压器和测量机构串联,可形成多量程电压表。静电系电压表的最低量程为几十伏,扩大量程是靠改变电表内部结构和极间距离来达到。此外,电磁系电表的测量机构在理论上也可用于测量直流电压

2、交流类型

主要采用整流式电表、电磁系电表、电动系电表和静电系电表的测量机构。除静电系电压表外,其他系电压表都是用小量程电流表与分压器串联而成。也可用几个电阻组成的分压器与测量机构串联而形成多量程电压表。这些系的交流电压表难于制成低量程的,最低量程在几伏到几十伏之间,而最高量程则约为1~2千伏。

3、数显类型

数显电压表是用模/数转换器将测量电压值转换成数字形式并以数字形式表示的仪表适合环境温度0~50℃湿度85%以下使用,在因磁场或高频仪器,高压火花,闪电等原因引起电压异常时,在外部请使用电源线滤波器或非线性电阻等干扰吸收电路。[5]

相关视频

1、电压表的使用

2、磁电式电压表的内部构造其实很简单

参考来源

  1. 如何判断电压表的测量对象,电子发烧友网,2018-02-08
  2. 电压表的功能是什么?,搜狐网,2017-04-12
  3. 电压表接线图与测量范围,贤集网,2018-06-15
  4. 直流电压表电压测量的方法介绍,电子发烧友网,2020-02-22
  5. 电压表接线图与测量范围,贤集网,2018-06-15