楊春玲

（臨汾職業(yè)技術(shù)學(xué)院，臨汾 041000）

隨著社會(huì)的發(fā)展，電器化時(shí)代已進(jìn)入每一個(gè)家庭，電已經(jīng)是我們每個(gè)人生活中必不可少的商品，對(duì)理工科學(xué)生的課程設(shè)置也離不開對(duì)電學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和考察。其中電表的改裝和使用以及讀數(shù)問題歷來是考察的重點(diǎn)和高頻考點(diǎn)，也是學(xué)生們做題和操作中的易錯(cuò)易混點(diǎn)，筆者通過多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了電表的改裝原理，使用方法，及讀數(shù)方法，以供大家參考。

1 多用表的構(gòu)造及原理

電流表、電壓表、歐姆表三種電表都是由表頭（也叫電流計(jì)）改裝而成的。表頭是一種量程很小的特殊的電阻，之所以說它是特殊的電阻，是因?yàn)榱鬟^它的電流可通過它本身表盤清楚地讀出來，它的常用符號(hào)為。

由于表頭的內(nèi)阻rg很小，所允許通過的電流的最大值Ig（量程）和它兩端所能承擔(dān)的最大電壓Ug也很小，故常要給它串聯(lián)或是并聯(lián)某一電阻，進(jìn)而改裝為所需的大量程的電表以便使用。

1.1 電流表

電流表的改裝原理是利用并聯(lián)電路等壓分流的特點(diǎn)而改裝的。并聯(lián)電路中各并聯(lián)支路兩端的電壓相等，根據(jù)歐姆定律流過各支路中的電流與電阻成反比，即將電流計(jì)并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮杓纯筛难b成大量程的電流表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1，改裝后的電流表的量程等于各支路的電流之和，即所并聯(lián)的阻值由于其表盤刻線是均勻的，只不過量程擴(kuò)大了而已，故可在電流計(jì)原來的刻線上重新標(biāo)數(shù)。

圖1

同學(xué)們普遍感到困難的一類題如下：當(dāng)兩個(gè)由相同電流計(jì)改裝成的量程不一樣的電流表并聯(lián)時(shí)，二者的讀數(shù)，偏角如何？我們可以根據(jù)上述方法，這樣分析理解：把并聯(lián)的每一塊電流表拆分成電流計(jì)和一電阻的并聯(lián)，由于并聯(lián)，兩塊電流計(jì)兩端的電壓相同，電流計(jì)一樣說明其內(nèi)阻也是相同的，根據(jù)歐姆定律流過兩塊電流計(jì)中的電流就是一樣大，故偏角一樣，但由于所并聯(lián)阻值不同，電流表的量程不一樣，相同偏角處標(biāo)數(shù)就不一樣，故讀數(shù)不一樣。從這個(gè)例子中不難看出，只要理解了電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和改裝原理，難點(diǎn)問題就迎刃而解了。

圖2

1.2 電壓表

電壓表是利用串聯(lián)電路的等流分壓特點(diǎn)而改裝的，串聯(lián)電路中各部分所分得的電壓與其電阻成正比，即電壓表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2，改裝后的電壓表量程所并聯(lián)的阻值根據(jù)這一原理不難理解兩塊由相同電流計(jì)改裝成的量程不一樣的電壓表串聯(lián)起來時(shí)，電壓表的指針偏角相同，但讀數(shù)不同。

1.3 歐姆表

圖3

歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3，其工作原理是閉合電路歐姆定律，即在使用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，首先要把所測(cè)元件與所接電路斷開，第一步檢查歐姆表的指針是否停在表盤左端的零刻線位置，否則要先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，由于此時(shí)回路處于斷開狀態(tài)，流過電流計(jì)中的電流為零，故此時(shí)電流表的零刻線處，對(duì)應(yīng)歐姆表盤上刻線為∞，使用歐姆表測(cè)電阻時(shí)只需要進(jìn)行一次機(jī)械調(diào)零。第二步將選擇開關(guān)置于“Ω”擋的“×1”，短接紅黑表筆，此時(shí)所測(cè)電阻由閉合電路歐姆定律知，電流計(jì)中的電流最大，達(dá)到滿偏，表針指向最右端Ig處，對(duì)應(yīng)歐姆表盤上零刻線處，即歐姆表的零刻線在表盤的最右端。如果有誤差，應(yīng)調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向電阻的零刻線，然后斷開表筆，再使指針指向歐姆表盤∞刻線處。從所述原理可知?dú)W姆表盤刻線不均勻，測(cè)量電阻時(shí)指針在正中央附近誤差最小，此時(shí)所測(cè)電阻即指針?biāo)傅臄?shù)據(jù)為所測(cè)電阻的阻值，此時(shí)也等于歐姆表的內(nèi)阻，由于此時(shí)指針指向正中央，我們把這一阻值形象的稱為“中值電阻”。在完成以上操作步驟后，預(yù)估一下所要測(cè)量元件的電阻值，選擇倍率很關(guān)鍵，每進(jìn)行一次換檔都需要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。指針最終要指向中值電阻附近才可讀數(shù)，所測(cè)電阻誤差小。例如某元件的電阻預(yù)估為幾百歐姆，可將選擇開關(guān)置于“×100”擋，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，將被測(cè)元件接到紅黑表筆之間進(jìn)行測(cè)量即可。如果指針偏轉(zhuǎn)過小，說明回路中流過的電流過小，所測(cè)阻值較大，為了阻值測(cè)量較為準(zhǔn)確，根據(jù)以上所述，需要將選擇開關(guān)調(diào)到大倍率“×1K”的檔位，反之需要選擇小倍率“×1”的檔位，即“小換大、大換小”。記住這六字決，此類問題也就不難解決了。

綜上所述，萬用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4，從前面的原理可知，當(dāng)開關(guān)S 與！、2相接時(shí)，為電流表，當(dāng)S 與3、4相接時(shí)，為歐姆表，當(dāng)S 與5、6相接時(shí)，為電壓表。

2 使用多用電表的注意事項(xiàng)

在應(yīng)用多用電表時(shí)，要分清選擇開關(guān)的功能區(qū)域，最上面的不均勻刻線為電阻專用，零刻線在最右端。不論是電流表、電壓表讀數(shù)時(shí)只使用中間的刻度線，使用時(shí)要注意最小分度。

三種電表使用時(shí)都有紅、黑兩個(gè)表筆，使用時(shí)的口訣都是“紅進(jìn)黑出”，但意義不同。根據(jù)三種表的改裝原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，對(duì)電壓表、電流表來說，紅表筆為高電勢(shì)正極，黑表筆為低電勢(shì)負(fù)極。而歐姆表的紅黑表筆與之相反。究其原因，可從圖三看出，歐姆表的內(nèi)部存在電源，所謂的“紅進(jìn)黑出”是相對(duì)電表而言，故其紅表筆靠近其內(nèi)部電源的負(fù)極，為低電勢(shì)。理解清楚這一點(diǎn)很重要，在歷年的高考中此處為高頻考點(diǎn)，是教學(xué)的重點(diǎn)也是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。所以在測(cè)二極管的正向電阻、電壓表、電流表等具有極性元件的電阻時(shí)，要注意紅黑表筆不能接錯(cuò)，否則前功盡棄。例如2013年全國(guó)卷1實(shí)驗(yàn)題的問題設(shè)置，經(jīng)過前面的分析，結(jié)合題中電壓表的正負(fù)情況，就不難理解答案應(yīng)為將紅表筆接1。

3 多用表的用途及使用方法

多用表可測(cè)電流、電壓、電阻；也可檢測(cè)電路的故障問題，還可以探測(cè)黑箱元件。當(dāng)作為電流表使用時(shí)，要將電流表與所測(cè)電路串聯(lián)，作為電壓表使用時(shí)要將其與所測(cè)電路并聯(lián)。

在利用電壓表測(cè)電路故障時(shí)，若與某電阻并聯(lián)時(shí)電壓表的讀數(shù)為零，則說明電路中的故障有兩種。一種可能是與之并聯(lián)部分短路，另一種故障可能是除并聯(lián)部分以外的部分存在斷路。需要進(jìn)一步排除鎖定。

用歐姆表也可以測(cè)電路的故障問題，如果某一元件的電阻趨于無窮大，那就說明該元件斷路，反之短路。歐姆表的使用前面已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，此處就不再贅述。

4 多用表的讀數(shù)

在測(cè)電壓和電流時(shí)，表盤刻線是均勻的，它們的讀數(shù)與刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)方法類似，讀數(shù)一般容易理解和掌握。測(cè)電阻時(shí)，指針示數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字，或者要估讀一位，這一點(diǎn)目前業(yè)界還存在兩種聲音，一部分人認(rèn)為歐姆表的刻線本身不均勻，讀數(shù)存在誤差，估讀沒有意義。但筆者從（2013-全國(guó)卷1）中發(fā)現(xiàn)，歐姆表的讀數(shù)仍需估讀一位。所設(shè)計(jì)的題目答案為12.0kΩ。由此可見歐姆表讀數(shù)時(shí)也是需要估讀的。

5 結(jié)束語

綜上所述，多用表的使用重在弄清其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其改裝原理，在當(dāng)下職業(yè)教育工學(xué)一體、理實(shí)一體的要求下，才能以不變應(yīng)萬變，切切實(shí)實(shí)學(xué)到東西，學(xué)以致用。由于篇幅所限，本文不再贅述，有不當(dāng)之處，還望批評(píng)指正。