走进“交流电表的刻度”，本文主要内容关键词为：刻度论文,电表论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
常见的测量直流物理量的电表表盘刻度大多是均匀分布的。而测量交流电路的电表，其刻度排列，可谓花样百出：有的均匀排开，有的由密到疏排列，甚至同一只交流表，也会有均匀与非均匀分布的刻度弧线。这种不统一的做法，搅得学生晕头转向。
这都是整流所用的二极管的固有特性引发的问题。
在中学物理实验室里，所配备的电工仪表大多数属磁电式。它们是通过电与磁的相互作用，产生旋转力矩，转动了线圈，也扭动了螺旋弹簧产生反向力矩，两者平衡时，线圈停止转动，指针指在某个位置。它在工作中，主要是电流的安培力在起作用。
如果在表头通进交变电流，则指针会因无法随电流频率的变化而摆动，处于静止状态却不能说明电路中无电流的尴尬境界。此时只有利用二极管的单向导电性，把交流电转变为直流电，才能对交流电进行有效值的测量。
由于二极管的本身特性，使得它的内阻不是定值，而是非线性关系。从图1可见：二极管的伏安特性是一条曲线，说明其内阻是变化的，反映到表盘上，其刻度必然是不均匀性。在电流低时稠密些，在电流高时疏松些。我们若把二极管的伏安曲线分割成若干段直线，则在每段直线内，其内阻为一定值；在不同的区域内，这个值是不同的。这就是我们常见的交流电表表头的同一道弧线上的刻度呈现出的疏密突变状态，参见图2。
图1
图2
为了满足不同电压（流）值测量的需要，并尽可能使相对误差小些，生产电表的制造商还往往将交流电表也分成不同档位的量程。在这类电表中，大量程的刻度几乎是均匀的，而低档量程的刻度则为不均匀。这是因为在较高电压（流）范围内，如图1中的U＞U[，3]阶段，U-I曲线可近似地视为直线，此范围内的内阻可看做恒定量，故刻度为均匀分布。虽然在这个高档量程上，也涵盖了低值范围，但人们在正常使用时，总不会刻意去使用相对误差较大的低值端，总会自觉将指针尽可能满偏转。其低值的测量，在相应合适的量程中所取得的数据也会准确些。
那么，为什么有的交流电表是不均匀的，有的却是均匀的？这主要取决于厂家选用的二极管型号和表头灵敏度的高低。从图3可知，当加在二极管两端的最高电压为U[，2]伏时，由前面的分析可得出：如选用a管，则表头标定的刻度必然不均匀；如选用b管或c管，它们都能工作在线性阶段，其刻度就均匀了。
图3
当然，选用a管来整流，只要表头的灵敏度足够高，满足二极管的最大耐压在0～U[，1]范围内，其电表的刻度也会是均匀的。反之，如果表头灵敏度低，使得加在二极管两端电压超过U[，3]伏，那么，无论你选用a管还是b管或c管，其表面的刻度必然是非均匀的。