多用电表的原理

8.多用电表的原理一、欧姆表的工作原理【问题引入】我们可以把表头改装成一个电流表或电压表来测量电流或电压。是否可以改装成一个能够测量电阻的欧姆表呢？如何实现呢？↑RGE、r【提示】表头指针的偏转取决于流过它的电流，要使指针能反映电阻，就必须建立电阻与电流的关系。请你试着设计一个电路，能够使电流与电阻建立联系。Rx↑GE、r一、欧姆表的工作原理【思考】（1）当待测电阻Rx=0时（两接线柱之间用一根导线相连），此时指针偏角怎样？（2）为使欧姆表刻度容易标记，应当使指针偏向何处？（3）若没有偏向此处，可以通过添加何元件加以调节？↑GE、rR0【分析】当接入的待测电阻为0时，应该使得电流达到最大，即满偏电流。如果没有满偏可以通过变阻器进行调节，使其满偏。↑GE、rR0【思考】在欧姆表原理图中，请你分析：（1）当接入电阻为0时（也称短接），电路满足的关系。（2）待测电阻Rx的阻值与电流表示数I的关系。（设电源电动势为E、内阻为r,表头内阻为Rg、满偏电流为Ig）Rx）（短接时：内内ggggIERRIrRRIE)(0内内测量时：RIERRRIrRRRIExxgx)()(0一、欧姆表的工作原理【练习】电源电动势为E=3V、表头的满偏电流为Ig=100mA，请你计算以下问题：（1）此欧姆表的内阻应为多大？（2）当电流依次为：I1=Ig/4=25mA；I2=Ig/2=50mA；I3=3Ig/4=75mA时，对应的待测电阻的阻值。↑GE、rR0Rx一、欧姆表的工作原理【提示】（1）R内=E/Ig=30Ω（2）如果设电流I=Ig/n，则Rx=(n-1)R内.可得：n1=4,R1=3×30Ω=90Ω；n1=2,R2=30Ω;n1=4/3,R3=30Ω/3=10Ω。mA50【思考】根据以上计算，请你试着在下面的刻度盘上标上与电流示数对应的电阻值，并体会欧姆表刻度盘的特点。30Ω【思考】在刚才的问题中，如果将最小刻度定为5Ω，则请你在刚才的刻度盘上标出0Ω-10Ω，10Ω-30Ω，30Ω-90Ω，90Ω-∞之间的刻度线。（先计算一下每条刻线对应的阻值及与之对应的电流是Ig的多少倍）范围刻线条数刻线对应阻值刻线对应电流(Ig的倍数)0-10Ω15Ω6/710-30Ω315Ω2/320Ω3/525Ω6/1130-90Ω1135Ω6/1340Ω3/745Ω2/550Ω3/855Ω6/1760Ω1/365Ω6/1970Ω3/1075Ω2/780Ω3/1185Ω6/23mA50欧姆表刻度标记30Ω【思考】请你试着总结一下欧姆表的刻度盘有何特点【1】欧姆表0刻线在表盘的最右端（短接时）；【2】欧姆表左端对应断路，阻值∞；【3】欧姆表中央刻线对应的阻值恰好等于欧姆表的内阻（中值电阻）；【4】欧姆表的刻线左密右疏，不均匀；欧姆表刻度不均匀的根本原因是：待测电阻Rx与电流I不成线性关系。【思考】若欧姆表上某两个刻线对应阻值分别为R1和R2，试比较中间位置处的阻值R中与(R1+R2）/2的大小关系。ORIR1R2I2I1221II221RRR中221RRR中二、多用电表的结构【引入】在电流表、电压表、欧姆表中都要用到一个共同的部件——表头，起到显示功能。我们是否可以把它们集中在一起，形成一个既可以测量电流、电压又可以测量电阻的仪表呢？这就是多用电表，也称万用表。阅读教材65页思考与讨论，完成电路图。思考与讨论：AE、rR0123+—多用电表的外观及部件名称识别刻度盘欧姆调零旋钮红黑表笔功能选择开关指针定位螺丝直流电流量程选择区电阻倍率选择交流电压量程选择直流电压量程选择OFF挡欧姆表刻度盘直流电流、电压表刻度盘三、练习使用多用电表1.测量定值电阻【1】选择开关置于电阻档；【2】选择恰当倍率：因为指针指在中央位置附近时，误差最小，因此要选择恰当倍率使指针能指向中央附近；【3】欧姆调零：两支表笔短接，观察指针是否指向右侧0Ω位置，若不在，旋动欧姆调零旋钮，使其指向此位置。【4】测量读数：两表笔与待测电阻接触，读出示数=指针示数×倍率注意：（1）断电操作：即待测电阻应该从电路中断开。（2）测量时手不能与表笔金属部分接触。（3）更换倍率后必须重新进行欧姆调零。三、练习使用多用电表1.测量定值电阻【思考】如果测电阻时，选择×10挡，指针的偏角太小，应当更换哪个倍率后再次测量？A、×100挡B、×1挡【提示】偏角是以左边0刻线为起始边度量的！A三、练习使用多用电表2.测量直流电流【1】选择开关置于直流电流挡；【2】选择恰当量程：对于电流表和电压表而言，指针应该尽量满偏，不能满偏，也至少要达到满偏的1/3以上；【3】接入电路：红表笔相当于正接线柱，黑表笔相当于负接线柱，把万用表串联进待测电路中。【4】读数：根据所选量程，推算出最小分度值，进行读数，注意估读。电压表和电流表的估读方法：（1）最小分度为“1”的：估读到下一位。（2）最小分度为“2”的：按1/2估读，超过半格的加上最小分度的1/2，不足半格的舍弃。（3）最小分度为“5”的：按“五分之几”估读，接近于最小分度的“五分之几”就加上最小分度的“五分之几”。AV0.6A量程读数：_______3A量程读数：_________3V量程读数：______15V量程读数：_____0.29A1.48A2.34V11.6V三、练习使用多用电表3.测量直流电压【1】选择开关置于直流电压挡；【2】选择恰当量程：对于电流表和电压表而言，指针应该尽量满偏，不能满偏，也至少要达到满偏的1/3以上；【3】接入电路：红表笔相当于正接线柱，黑表笔相当于负接线柱，把万用表与待测电路并联。【4】读数：根据所选量程，推算出最小分度值，进行读数，注意估读。三、练习使用多用电表4.判断二极管的正负极【思考】根据多用电表的电路图，请你分析一下：（1）测电流时电流从哪个表笔流入多用电表？（2）测电阻时电流从哪个表笔流入多用电表？AE、rR0123【提示】（1）测电流电压时，电流均从红表笔流进。(2)测电阻时电流从黑表笔流出，经待测电阻后从红表笔流进。三、练习使用多用电表4.判断二极管的正负极【思考】如果黑表笔接二极管的A端，红表笔接二极管的B端时，电阻很大；反之，当黑表笔接B端，红表笔接A端时电阻较小。由此，你可以断定哪端是二极管的正极？二极管BAAB三、练习使用多用电表4.判断二极管的正负极【探究】若用万用表电阻挡接到一电容器两端，会有何现象呢？【结果】电阻挡内部电源先给电容器充电，出现充电电流，指针大幅右偏，而后在充电结束后，电流为0，指针回到0位置。