假设我要用手动量程电压表测量一个未知的电压。这种特殊的电压表有几种不同的电压测量范围可供选择:
当第一次用电表测量这个未知电压时，最好从什么量程开始?解释你的答案。
如果直接连接到6伏的电池上，这个表的移动会发生什么?
|
|
两件事会发生：首先，运动很可能从过度电流损坏。其次，针将移动到左侧而不是右侧（通常应该是应该），因为极性是向后的。
当机电式仪表运动被压制，导致指针一路“猛击”到运动的一端时，通常称为“锁定”仪表。我见过仪表运动被“钉住”得很厉害，以至于指针都被卡住了弯曲停止!
根据您的学生对仪表运动设计的了解，让他们告诉您他们认为在这样的严重过功率事故中可能会损坏什么。告诉他们答案要具体。
建立任何模拟电压表或电流表的一个重要步骤是准确确定仪表运动的线圈电阻。在电气计量学中，通常比获得同样精确的电压或电流测量值更容易获得极其精确的（“标准”）电阻值。无需精确测量电压或电流，可用于确定仪表移动的线圈电阻的一种技术如下。
首先，连接一个十盒与稳压直流电源串联的可变电阻类型，然后连接至待测试的仪表运动。调整十进位盒的电阻，使仪表移动到其刻度上的某个精确点，最好是满刻度（100%）标记。将十进位盒的电阻设置记录为R1：
|
|
然后，与仪表移动终端并联连接已知电阻。这种阻力将被称为r年代,分流器反抗。当您这样做时，仪表移动偏转将减少。重新调整十年盒的阻力，直到仪表运动偏转返回其前一个地方。记录十年框的阻力设置为r2：
|
|
仪表运动的线圈电阻(R线圈)可按下列公式计算:
|
您的任务是展示此公式来自哪里，从而导出它欧姆定律以及你们可能对电路分析很熟悉的其他方程。
提示:在这两种情况下(十进制框设置为R1并设置为R2)，通过表动线圈电阻的电压是相同的，通过表动线圈的电流是相同的，电源电压也是相同的。
| 不要只是坐在那里！建造一些东西!! |
学习数学分析电路需要大量的学习和实践。通常情况下，学生通过做大量的例题并对照课本或老师提供的答案进行练习。虽然这很好，但还有更好的方法。
事实上，你会学到更多建立和分析实际电路，让您的测试设备提供“答案”，而不是书本或其他人。要成功进行回路构建练习，请执行以下步骤：
避免电阻值过高或过低，避免仪表“负载”造成的测量误差。我推荐电阻在1 kΩ和100 kΩ之间，除非，当然，电路的目的是说明仪表负载的效果!
节省时间和减少出错可能性的一种方法是，从一个非常简单的电路开始，然后在每次分析后逐步添加组件以增加其复杂性，而不是为每个实践问题构建一个全新的电路。另一种节省时间的技术是在各种不同的电路配置中重复使用相同的组件。这样，您就不必重复度量任何组件的值。
让电子本身给你自己的“练习问题”的答案!
我的经验是，学生需要大量的电路分析练习才能熟练。为此，教师通常会给他们的学生提供大量的练习问题，让他们完成，并提供答案，让学生检查他们的作业。虽然这种方法使学生精通电路理论，但它未能充分教育他们。
学生们不仅仅需要数学练习。他们还需要实际的、动手实践构建电路和使用测试设备。因此，我建议学生采取以下替代方法:学生应该建造他们自己的“实践问题”与实际组件，并试图数学预测各种电压和电流值。通过这种方式，数学理论“活了起来”，学生们获得了他们仅仅通过解方程无法获得的实践技能。
采用这种方法的另一个原因是为了教学生科学方法：通过进行真实实验来检验假设（在本例中为数学预测）的过程。学生还将培养真正的故障排除技能，因为他们偶尔会出现电路构造错误。
在开始之前，花点时间和同学们一起回顾一下构建电路的一些“规则”。用苏格拉底式的方式和你的学生讨论这些问题，而不是简单地告诉他们应该做什么，不应该做什么。我总是对学生们在典型的讲座(讲师独白)形式下理解指令的糟糕程度感到惊讶!
对于那些抱怨让学生构建真实电路而不仅仅是数学分析理论电路的“浪费”时间的老师，我要提醒他们:
学生上这门课的目的是什么?
如果您的学生将使用真实电路，那么他们应该随时了解真实电路。如果您的目标是教育理论物理学家，那么通过所有方式坚持抽象分析！但我们大多数人计划学生在现实世界中与我们提供的教育做某事。lol亚博对ig在建立真实电路的“浪费”时间将在他们来到他们将知识应用于实际问题时支付巨大的股息。
此外，让学生建立自己的实践问题教他们如何表演主要研究，从而使他们能够自主地继续他们的电气/电子教育。yabosports官网lol亚博对ig
在大多数科学中，现实的实验比电路要困难得多，也要昂贵得多。核物理、生物学、地质学和化学教授们都希望能够让他们的学生将高等数学应用到真正的实验中，而这些实验不会造成安全隐患，而且成本低于一本教科书。他们不能，但你可以。利用你的科学固有的便利性，以及让你的学生在许多真实的电路上练习数学！
什么是检流计？您如何从常用的组件中构建自己的电流计？
关于电流计的信息有几个来源，既有历史的，也有现代的。我把这项研究和提出你的发现留给你去做。
使用音圈/锥体组件作为移动元件，可以从一个大型音频扬声器制作一个粗糙的检流计。使用一个小型激光器和一面镜子，它应该很容易构造一个光束检流计，以获得更大的灵敏度。这可能是一个有趣的、有教育意义的课堂实验!lol亚博对ig
描述一种自动控制系统的设计和功能1例计的运动风格。
“PMMC”是“永磁动圈”的首字母缩写。本质上，PMMC表的运动就像一个小型直流电机，具有有限的运动范围。
许多教科书提供了PMMC仪表运动的良好插图。您的学生可以在网上找到一些PMMC电表运动的电子图像。如果可能的话，在教室里放一个视频投影仪来投影你的学生下载的图像。
我们知道，将一个灵敏的仪表运动直接连接到一个重要电压源(如电池)的两端是一件坏事。因此，我想让你确定哪些其他组件必须连接到仪表的运动，以限制通过其线圈的电流，以便将电路连接到6伏电池，使仪表的指针精确地移动到全尺寸位置:
|
|
|
|
初学的学生在回答这样的问题时有时会感到“迷失”。他们可能知道如何将欧姆定律应用于电路，但他们不知道如何设计一个将欧姆定律用于特定用途的电路。如果是这种情况，您可以通过以下一系列问题引导他们理解：
这道题的数学很简单，不用计算器就能解出来。只要有可能，我就会在讨论期间要求学生“心算”(即不使用计算器)，即使只是估算答案。我发现许多美国高中毕业生在没有计算器的情况下连非常简单的算术都做不出来，这种技能的缺乏给他们带来了不小的麻烦。这些学生在没有计算器的情况下不仅很无助，而且他们也缺乏在心里检查计算器推导出的答案的能力，所以当他们使用计算器时，他们甚至不知道自己的答案是否接近正确。
计算必要的电阻值和额定功率的R范围为了使表的运动响应为0到100伏特的电压表:
|
|
R范围= 99.35 k Ω， \(\frac{1}{8}\)瓦特就足够了。
这实际上只不过是一个简单的系列电路问题，尽管它是电压表的背景似乎混淆了一些学生。如果你发现一个大比例的类不了解从哪里开始在这样的一个问题,这意味着他们真的不理解系列电路——他们学会做学习时系列电阻电路之前是遵循一个简单步骤序列找到电压和电流串联电阻电路。他们没有很好地学习概念，以至于抽象出一些看起来有点不同的东西。
计算必要的电阻值和额定功率的R范围为了使仪表运动作为电压表响应，范围为0到50伏：
|
|
R范围= 830.83 k Ω， \(\frac{1}{8}\)瓦特将足够。
这实际上只不过是一个简单的系列电路问题，尽管它是电压表的背景似乎混淆了一些学生。如果你发现一个大比例的类不了解从哪里开始在这样的一个问题,这意味着他们真的不理解系列电路——他们学会做学习时系列电阻电路之前是遵循一个简单步骤序列找到电压和电流串联电阻电路。他们没有很好地学习概念，以至于抽象出一些看起来有点不同的东西。
计算必要的电阻值，使该多量程电压表具有选择器开关位置指示的量程：
|
|
这实际上只不过是一组简单的串联电路问题，尽管它的上下文是电压表似乎混淆了一些学生。如果你发现一个大比例的类不了解从哪里开始在这样的一个问题,这意味着他们真的不理解系列电路——他们学会做学习时系列电阻电路之前是遵循一个简单步骤序列找到电压和电流串联电阻电路。他们没有很好地学习概念，以至于抽象出一些看起来有点不同的东西。
计算必要的电阻值，使该多量程电压表具有选择器开关位置指示的量程：
|
|
提示:如果你在这个问题上需要帮助，从计算R的值开始1．
这实际上只不过是一组简单的串联电路问题，尽管它的上下文是电压表似乎混淆了一些学生。如果你发现一个大比例的类不了解从哪里开始在这样的一个问题,这意味着他们真的不理解系列电路——他们学会做学习时系列电阻电路之前是遵循一个简单步骤序列找到电压和电流串联电阻电路。他们没有很好地学习概念，以至于抽象出一些看起来有点不同的东西。
您应该指出您的学生如何将距离电阻器的串联布置提供给更常见的电阻值，而不是为每个范围的单独的范围电阻器提供。然而，这种设计有一个缺点：可靠性。与您的学生讨论“打开”电阻器故障在两种类型的电压表设计中的后果。
理想情况下，电压表应该有一个非常低的输入电阻，还是一个非常高的输入电阻?(输入电阻是仪表固有的电阻，在测试引线之间测量。)解释你的答案。
理想情况下，电压表应该有最大的输入电阻。当使用它来测量包含大量电阻的电路中的电压源和电压降时，这一点很重要。
这个问题的答案与非常重要的原则有关仪表负载．特别是技术人员，必须非常清楚仪表的负载情况，以及由此可能导致的错误测量。答案也与电压表与被测电路的连接方式有关:总是平行！
解释什么ohms-per-volt敏感性模拟电压表的额定值。许多模拟电压表显示每伏20kΩ的灵敏度。电压表是否具有高欧姆的每个伏特额定值，或低欧姆的每伏额定值是更好的？为什么？
伏特计的“欧姆/伏特”灵敏度额定值是计在每伏特测量范围内的输入电阻欧姆数的表达式。这个数字越高，电压表越好。
如果学生们拥有模拟电压表（我极力鼓励他们拥有），每伏欧姆的灵敏度额定值通常可以在仪表刻度的一角找到，以精细印刷的形式。如果没有，则应在仪表随附的用户指南中找到额定值。
从根本上说，伏特计设计中的哪个单一因素决定了它的欧姆/伏特灵敏度额定值?
如果你的答案是“串联电阻器的值”，那你就错了。
学生的直接印象是，范围电阻值必须建立灵敏度额定值，因为他们认为电阻对输入电阻有最大的影响。然而，一些快速计算与不同范围的电阻器值证明是相反的!仪表的灵敏度与任何串联范围的电阻器值无关。
你可能想问你的学生，为什么仪表运动线圈电阻不是决定电压表灵敏度的一个因素。挑战你的学生，建立样品电路问题，以证明线圈电阻对电压表灵敏度的无关性。让他们自己去解决问题，而不是你自己去为他们解决问题!
确定这个多量程电压表的不同量程值:
|
|
印刷电路板上的所有组件都是“表面安装”，焊接在铜痕迹的顶部表面。开关(SW1)的原理图显示在电路板的右侧，电阻值显示在电路板的下方。
范围= 10 V、25 V和50 V。
确定这个电压表的电压范围仅仅是运用欧姆定律的一个练习。这道数学题很简单，不需要计算器就能解出来，所以在讨论时间里挑战你的学生，用“老式的方法”来解数学题。
如果该电压表在其中间范围内突然停止工作，该怎么办。不过，上限和下限的功能仍然很好。确定问题最可能的根源。
|
|
开关SW2中的中间触点开路。尽管这是最有可能发生的故障，但这并不是唯一可能导致此问题的故障（中档不工作）！
挑战问题：解释如何如何验证故障的性质而不使用另一米。
用头脑风暴的方法找出导致问题的其他可能性，并使用诊断程序来验证每一个可能性(如有必要，可以使用另一个仪表)。然后，和你的学生讨论为什么开关故障比其他故障更有可能发生。
假设您试图使用输入电阻为10 M的数字电压表测量测试点2（TP2）处的电压Ω. 它会显示多少电压？电压是多少应该它理想地表明？
|
|
假设您尝试用灵敏度为每伏20 kΩ的模拟电压表测量所有三个测试点的电压，设置在10伏刻度上。在每个测试点它会显示多少电压?多大的电压应该它在每个测试点上都是理想的吗?
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
我经常用一个比喻来解释仪表负载是用一个压力计来测量充气轮胎的气压。为了测量气压，必须放一些空气出轮胎，这当然会改变轮胎的气压。
如果你想知道：不，这是不这是海森堡测不准原理的一个例子，它通常被误解为由测量引起的误差。测不准原理远比这更深刻!
出版的条款和条件知识共享归属许可证
