电压表原理

Question

电压表为什么能精确测出电势差啊？ 电压表怎么就知道有的1C电荷从正极到负极做了功1J的功？（书上是就这么从功定义电压的） 谢谢！

Answer 1

电压表的原理
　　首先，我们要知道在电压表内，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。
　　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），为了能测量我们实际电路中的电压，我们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我们加的那个大电阻上了，表头上的电压就会很小了。
　　可见，电压表是一种内部电阻很大的仪器，一般应该大于几千欧。
　　电流表是跟据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。
　　电流表内部有一永磁体，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，弹簧各连接电流表的一个接线柱，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。
　　这叫磁电式电流表，就是我们平时实验室里用的那种。
　　电流表串联一个大电阻。测量时并联到被测量的两点之间，不会改变原有电路的特性，电流表显示数值正比于被测量点的电压：
　　电流表内阻 Ro 很小，可以忽略不计，外接电阻 R 很大，这样根据欧姆定律得到：
　　理想状态的电流表内阻为0；理想状态的电压表内阻为无限大
　　I = U/(R + Ro) ≈ U/R
　　DA30A 型真有效值电压表
　　性能特点 :
　　真正有效值测量
　　可测量各种波形电压和无规则噪声电压
　　热电偶检波方式，线性指示
　　测量频率范围：10 Hz — 10 MHz
　　大镜面表头指示，读数清晰

Answer 2

电压表是由小量程电流表与定值电阻串联改装而来它的指针偏转靠通过表内的电流决定而他的读数则等于 实验室电压表
电压表本身作为电阻所分得的电压或者与外电路并联后并联电阻所分得的电压电压表内，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。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），为了能测量我们实际电路中的电压，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我们加的那个大电阻上了，表头上的电压就会很小了。可见，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。这是表头的插图：表头G的内阻为Rg，满偏电流为Ig，它的满偏电压为RgIg，为了让它的电压量程扩大n倍能测量电压U=nRgIg，则应串联一个电阻R，由图知U=Ig（Rg+R）这样就可以测量比较大的电压了。