第四节认识多用电表

第四节认识多用电表教学目标知识目标了解欧姆表的差不多构造，简单原理和测量电阻的方法。

能力目标会依照给出的具体数据考虑选用什么规格的仪器。

情感目标引导学生明白得观看内容的真实性，鼓舞学生寻查意外现象及专门现象所发生的缘故。

培养学生细心操作、认真观看的适应和分析实际咨询题的能力。

教学设计认识多用电表一、教学目标〔1〕了解用伏安法测电阻，不管用〝内接法〞依旧〝外接法〞，测出的阻值都有误差，明白得误差的产生是由于电压表的分流或电流表的分压作用造成的。

〔2〕会依照给出的具体数据考虑选用什么规格的仪器。

〔3〕明白欧姆表测电阻的原理。

二、重点、难点1.重点是使学生把握引起测量误差的缘故及减小误差的方法。

2.难点是误差的相对性。

三、有关教学难点的突破多用电表作直流伏特表和直流安培表用时，其红黑表笔应分不接待测电路的正负极。

那么，当它作欧姆表用时，什么缘故要将红表笔连其内部电池E的负极〔或黑表笔连E的正极〕呢？这是教学中的疑难咨询题。

请看图1所示的示教板，当多用电表作直流伏特表或直流安培表用时，表内的电池E均被搁置不用。

现在红表笔直截了当〔或间接〕连入表头〔电流表G〕的正端，而黑表笔那么连入表头的负端。

如此，在测试中，将红黑表笔分不接入待测电路的正负极时，电流将从红表笔流入，依次流经表头的正负端，均可使表针正常偏转，即向右偏转当多用电表作欧姆表用于测电阻时，因有内部电池E而形成闭合电路。

由于红表笔另一端与其内部电池E的负极相连，如此电流仍旧从红表笔流入，依次流经表G的正负端并使表针正常偏转。

可见，多用电表不管是作直流电压表、直流电流表用，依旧作欧姆表用，在其测试过程中有一个共同点，确实是电流方向总是从红表笔流入的。

这就决定了它作欧姆表用时，红表笔的另一端必须连在内部电池的负极。

这一点需在明白得的基础上牢牢记住。

可能要咨询：因待测电阻并无正负极性，那么，当多用电表作欧姆表用时什么缘故要记住红黑表笔的极性呢？诚然，关于无极性的一样电阻的测试来讲，红黑表笔的极性是无实际意义的。

然而，我们还可能遇到一些有极性电阻的测试，有如晶体二极管和晶体三极管的PN结的电阻是有极性的，其正向电阻甚小而反向电阻却专门大。

为粗测晶体管的好坏就必须注意欧姆表两表笔的正负极性。

也可能咨询：多用电表作欧姆表用时，假设其内部电池的极性位置不动，而将红黑表笔互换一下位置，不就轻易地变成了红表笔接电池的正极了吗？要注意，多用电表除表头公用之外，两根表笔也是公用的。

假设测电阻时两表笔互换了位置，那么改测直流电压或电流时又要将两表笔互换回来。

如此将两表笔换来换去，不仅使用不便，还可能因疏忽一时不记得交换表笔而造成误测以至损坏电表。

还可能咨询：多用电表作欧姆表用时，假设红黑表笔位置不动，而将内部电池的正负极位置交换一下，或者干脆将电池取出与待测电阻R x直截了当串联，如图2所示。

不是也可满足红表笔接电池正极的要求吗？假如将其内部电池正负极交换位置，在测电阻时，闭合电路的电流将从红表笔流出，恰与表G的正负端反向，表针将向左偏，在表盘上将无法指示读数；假如像图2那样将电池取出进行测试，尽管具有测试的等效性，且满足了红表笔接电池正极的要求，但多了一个外加电池那个包袱，给测试增加许多苦恼，岂不〝削足适履〞！可知，现有多用电表内部电池的正负极性与红黑表笔的连接是合理的，属最正确选择。

要紧教学过程多用电表的原理和使用〔一〕原理多用电表〔通常叫万用表〕能够测量直流电流、直流电压、电阻、交流电压等，同时每种测量都有几个量程．多用电表具有用途多、量程广、使用方便等优点，因而有广泛的应用．多用电表由一只灵敏的直流电流表〔表头〕与假设干元件组成测量电路，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用．下面通过一个具体实例讲明它的原理．咨询题现有一表头，满偏电流I g=500微安，内阻R g=200欧．用它作多用电表的表头，要求多用电表具有以下各项量程：〔1〕0～1毫安的直流电流挡．〔2〕0～10毫安的直流电流挡．〔3〕0～50伏的直流电压挡．〔4〕0～500伏的直流电压挡．〔5〕内阻为1．5千欧的电阻挡．应该如何样设计那个简易多用电表的整个电路呢？直流电流挡直流电流挡的电路如图2-48所示．当公共端与1mA端接入被测电路中时，量程为I1=1毫安．当公共端与10mA端接入被测电路中时，量程为I2=10毫安．当公共端与1mA端接入被测电路时，电阻R1和R2串联．再与表头内阻R g并联．由并联电路中的电流分配关系能够求出当公共端与10mA端接入被测电路时，电阻R1与表头支路的电阻R g+R2并联．由并联电路的特点可知I g〔R g+R2〕=〔I2-I g〕R1．代入I g=500×10-6安，I2=10×10-3安，R g=200欧，可得R2+200欧=19R1．(2)由〔1〕〔2〕两式可解得R1=20欧R2=180欧．直流电压挡直流电压挡的电路如图2-49所示．当公共端与50V端接入被测电路时，量程为U1=50伏．当公共端与500V端接入被测电路时，量程为U2=500伏．虚线框内相当于表头．表头的内阻R′g为R g=200欧与R1+R2=200欧并联的总电阻，R′g=100欧．表头的满偏电压U g=I g R g=500×10-6×200伏=0.1伏．当公共端与50V端接入被测电路时，由串联电路的电压分配关系可得当公共端与500V端接入被测电路时，由串联电路的电压分配关系可得一、把灵敏电流表改装成多用电表〔一〕测量直流电流的原理一样表头都用微安表〔10-6A〕，假如要测量各种不同数量级的电流强度就必须选取不同数值的分流电阻与做多用表的表头分不并联，从而扩大了表头的量程。

在图1中，R g为多用表的表头内阻，I g为多用表头的电流量程，又称表头灵敏度〔即微安表的满刻度电流〕，I0为所设计的电流量程。

将转换开关K转到毫安挡位置时，电阻R1+R2与表头并联，依照欧姆定律可知：〔1〕当I g、R g时，便可依照所设计的量程I0由公式〔1〕运算出分流电阻〔R1＋R2〕的数值。

表头与〔R1＋R2〕并联构成了一个毫安表，由于此毫安表又是下面各挡改装的基础，我们在图14—1中专门用虚线框出来。

需要讲明的是在直流电流挡的电路中的电位R1当做一固定电阻，但在电阻挡中它有重要的用途。

〔二〕测量直流电压的原理在图1中，将转换开关K转到直流电压挡位置时，用虚线框出的新的表头即毫安表与电阻R3串联组成了一个直流电压表，R3为降压电阻，U0为设计的直流电压量程，R为毫安表内阻，即电阻R1＋R2与R g并联后的总电阻，依照欧姆定律可知：∵U0=I0〔R3+R〕当R g、U0、I0为时，由公式〔2〕便可算出降压电阻R3。

[实验步骤]〔一〕、设计运算依照所用微安表的内阻R g和量程I g以及本实验中所要改装的多用表各挡的量程：利用公式〔1〕、〔2〕、〔4〕、〔6〕分不算出〔R1+R2〕、R3、R4、R5各电阻的阻值。

〔二〕组装与校验按照步骤〔一〕中运算出的R1+R2、R3、R4、R5的理论设计值，分不组装多用表各挡，并进行校验，即组装一挡，校验一挡。

1．直流电流表的组装与校验：将已组装好的1mA直流电流表接入校验电路如图6，调剂滑线变阻器R使标准电流表指示1mA满度，再调剂R2使组装直流电流表指示1mA满度，反复调剂R及R2直至标准表与组装表同时指示出1mA满度，现在达到校验的差不多要求，记录下R2的实验值，然后调剂R，分不使组装的直流电流表的指示为〝400、300、200、100〞各标度时，依次记录标准直流电流表的指示值。

校验完毕，将校验电路拆掉，注意R2已不可拆掉〔想一想，什么缘故？〕2．直流电压挡的组装与校验：将1mA电流表组成2.5V直流电压表，接入校验电路如图7，调剂R，使标准直流电压表指示到2.5V满度，再调剂R3，使组装的直流电压表指示2.5V满度，反复调剂R及R3，使标准表与组装表同时指示2.5V满刻度，达到校验的差不多要求后，记录下R3的实验值，现在调剂R，使组装直流电压表分不指示〝500、400、300、200、100〞各标度，依次记录标准直流电压表的指示值。

校验完毕，将校验电路及R3拆掉。

[数据处理]〔一〕设计运算电流计〔微安表头〕的满刻度电流I g=______微安表头内阻R g=______1．毫安挡的设计量程I0=1.000×10-3A分流电阻运算值R1＋R2=______ R1的标称值=______R2的运算值=______ R2的实验值=______2．直流电压挡的设计量程U0=2.50V附加电阻R3的运算值=______ R3的实验值=______〔二〕校验组装的万用表1．mA挡的校验2．V挡的校验1．为确保电表不致损坏，必须在教师认定所接电路无误时，才能接通电源。

2．校准各挡时，一定要注意组装表和标准表都要选好各自的挡位和量程，否那么有烧坏电表的危险。

[多用表的结构与使用方法]〔一〕多用表的结构1．表头：一样采纳灵敏度较高、准确度较好的磁电式的微安表。

2．线路：多用表确实是把电流表、电压表、欧姆表的各线路综合在一起，用开关进行转换，一样电流表是整个电表的公用部分，如开关转换接上降压电阻便可测电压；开关转换接上调零电位器、电池、限流电阻便可测电阻等，多用表种类专门多，线路也各不相同，但差不多组成是一致的。

3．开关：能够称为选择量程开关或转换开关，用此开关进行线路转换，便可选择不同的测量项目及量程，以满足测量要求。

4．度盘：多用表因为是多种用途外表，表盘上印有各种符号、字母、标度尺和数值，均同于一样电表。

表盘面刻度的数字一样有好几行，测量中应看哪一行要和选择开关结合起来，如选择开关放在〝500mA〞挡，应看数字是0～500mA的那一行刻度〔或扩大整倍数的那一行刻度〕，一样表盘为了方便，电压、电流用一行刻度。

〔二〕多用表的使用方法1．调整微安表机械零点：用小螺丝刀轻轻转动表盘下的机械调零螺钉，使指针处于零位。

2．选好正确挡位及量程：测量前一定要明确测量的物理量，然后转动转换开关S1及S2，确定挡位并选择一个合适的量程。

例如：当测量1mA直流时，将S1旋至A挡位置上，将S2旋至〝1mA〞量程位置上，如图5所示。

注意：使用多用表前假如不认真选好挡位及量程，甚至误用〝μA〞、〝mA〞或用〝Ω〞挡去测量电压，就有烧毁多用表的危险。

3．正确接入测量电路：正确选好挡位及量程后，将红色a、黑色b两表笔连入电路。

〔1〕测量电压时要与电路并联。

〔2〕测量电流时要与电路串联，只能测出通过某一负载下的电流强度。

注意：假设测量直流电时，还需注意红色表笔a要接高电位。

〔3〕使用欧姆挡测量二极管正、反向电阻时应注意黑表笔b为高电位，而红表笔a为低电位。