電圧計・電流計 関連問題
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(1) 電圧計は、被測定体に
並列に接続し、
内部抵抗
は被測定体の
抵抗よりも十分に大きくする。 電圧計の測定範囲を
n倍に広げるためには、電圧計と直列に、抵抗値
の抵抗を接続する。この抵抗を倍率器と言う。 (2) 電流計は、被測定体に
直列に接続し、
内部抵抗
は被測定体の
抵抗よりも十分に小さくする。 電流計の測定範囲を
n倍に広げるためには、電流計と並列に、抵抗値
の抵抗を接続する。この抵抗を分流器と言う。
電圧計、電流計は、それぞれ、回路内の電圧、電流を測定する計測器です。
電圧計は、両端の電圧を測定しようとする電気部品と並列に接続します。また、右図のように、電圧計には、理想的な電圧計(内部抵抗が無限大)と並列に入る形での内部抵抗があります。
右図のように起電力Vの電池、抵抗Rと直列接続された抵抗値rの抵抗両端の電圧を測定するとします。電圧計の内部抵抗を
として、合成抵抗は、
回路を流れる電流は
より、電圧計の示す値
は、オームの法則より、
となりますが、正しい測定値は、
です。
が正しい測定値に近づくためには、
であれば良いわけです。つまり、
であれば、
となります。つまり、精度の良い電圧計というのは、内部抵抗ができる限り大きい電圧計ということになります。
電圧計の測定範囲を広げるためには、右図のように、電圧計と直列に倍率器と呼ばれる抵抗を接続します。倍率器の抵抗値を
とすると、倍率器と電圧計の内部抵抗の直列合成抵抗が
となり、電圧計にかかる電圧が
になるので、電圧計の目盛をn倍に読むことにより、電圧計の測定範囲をn倍に広げることができます。
電流計は、電流を測定しようとする分枝に電気部品と直列に接続します。また、右図のように、電流計には、理想的な電流計(内部抵抗がゼロ)と直列に入る形での内部抵抗があります。
右図のように起電力Vの電池に接続された抵抗Rに流れる電流を測定する場合、電流計の内部抵抗
として、合成抵抗は、
，電流計の示す値は
ですが、正しい測定値は
です。
が正しい測定値に近づくためには、
であれば良いわけです。従って、
であれば、
となります。つまり、精度の良い電流計というのは、内部抵抗ができる限り小さい電流計ということになります。
電流計の測定範囲を広げるためには、右図のように、電流計と並列に分流器と呼ばれる抵抗を接続します。分流器の抵抗値を
とすると、分流器と電流計の内部抵抗の並列合成抵抗が
となり、電流計に流れる電流が
になるので、電流計の目盛をn倍によむことにより、電流計の測定範囲をn倍に広げることができます。
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