(程学建)用电压表测量电压时,由于电压表内阻的分流作用,会使原电路中的人压关系发生变化,从而造成电压表的读数与电压表未接入电路时的实际电压不一样,这种误差称为“系统误差”。《无线电》1998年第9期刊登的“怪事:1+1〈2?——电压测量中的困惑”一文,较详细地说明了产生这种误差的原因。
为了减小这种系统误差,很多文章和书中都提出:应尽量选用“内阻系数”较高的电压表测量电压。“内阻系数”通常是印在多量程电压表或万用表的表盘上的;单位是“Ω/V”;用内阻系数乘以所用的电压量程,可以得知该电压表在该量程时的实际内阻值。
但是,只要“内阻系数”不为无穷大,用常规方法测量时,就不能彻底消除这种系统误差的影响。而且,实际测量时,手边也未必总能有“内阻系数”较高的电压表。这里介绍一种方法,可以彻底消除这种系统误差的影响,即使用“内阻系数”很低的电压表,也一样可以测出准确的结果。
方法是:用一个万用表或多量程电压表的两个电压挡位,分别测量同一个未知电压;若两次测量的结果分别为U\(_{1}\)和U2;而电压表在该两个挡位时的内阻分别为r\(_{1}\)和r2。则所测电路电压的实际数值应为;
U=\(\frac{U}{_{1}}\)·U2(r\(_{2}\)-r1)U\(_{1}\)·r2-U\(_{2}\)·r1
例如:用一个内阻系数为400Ω/V的电压表,测量一个电路中的未知电压;如果用100V挡测量时,读数为50V;而用500V挡测量时,读数为80V;(由电压表的内阻系数可以知道:该表在100V挡的内阻为:400Ω/V×100V=40k;而在500V挡的内阻为:400Ω/V×500V=200k)则:未接入电压表时,该电路处的实际电压为:
U=\(\frac{50×80×(200-40)}{50×200-80×40}\)=94(V)