多用电表的原理.docx
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多用电表的原理
7多用电表的原理(总12页)
多用电表的原理__实验:
练习使用多用电表
1.欧姆表是依据闭合电路欧姆定律,由电流表改装而成,它由表头、电源和可变电阻三部分组成。
2.使用多用电表测电阻时,先要进行机械调零,选完挡后,再进行欧姆调零,每次重新选挡后都要重新进行欧姆调零。
3.利用多用电表可测量电压、电流、电阻,并可应用多用电表判断电路故障、检测二极管的极性及好坏等。
4.使用多用表的欧姆表时才用到内部电源,用电压挡或电流挡时,均用不到内部电源。
一、欧姆表
1.原理
依据闭合电路的欧姆定律,由电流表改装而成的。
2.内部构造
由表头、电源和可变电阻三部分组成。
3.测量原理
图281
如图281所示,当红、黑表笔接入被测电阻Rx时,通过表头的电流I=
。
改变Rx,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。
当不接电阻直接将两表笔连接在一起时,调节滑动变阻器使电流表达到满偏,此时有Ig=
,若外加电阻Rx=R+Rg+r时,电流为I=
=
Ig,此时电流表指针在刻度盘的中央,该电阻叫中值电阻。
二、多用电表
1.用途
共用一个表头,可分别测量电压、电流、电阻等物理量。
图282
2.最简单的多用电表原理图
如图282所示,当单刀多掷开关接通1时,可作为电流表使用,接通2时,可作为欧姆表使用,接通3时,可作为电压表使用。
3.外形构造
如图283所示,选择开关周围有不同的测量功能区域及量程,选择开关旋到不同的位置,多用电表内对应的仪表电路被接通,就相当于对应的仪表。
在不使用时,应把选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡。
图283
三、实验:
练习使用多用电表
1.测电压
(1)选择直流电压挡合适的量程。
(2)将电表与被测电路并联,注意红表笔接触点的电势要比黑表笔高。
(3)读数时,首先要认清刻度盘上的最小刻度。
2.测电流
(1)选择直流电流挡合适的量程。
(2)将被测电路导线卸开一端,把多用表串联在电路中。
注意使电流从红表笔流入电表。
3.测电阻
(1)将选择开关扳到欧姆挡上,此时红表笔连接表内电源的负极,黑表笔连接表内电源的正极。
选好量程后,先调零,然后测量。
换用不同量程必须重新调零。
测量完毕,应把选择开关旋转到OFF挡。
(2)利用欧姆挡测电阻时,指针偏转过大或过小,误差都比较大,应使指针落在刻度盘的中间区域。
4.二极管的特点及其电阻测量
图284
(1)特点:
如图284所示,它由半导体材料制成,有两个电极。
正极和负极,电流从正极流入时电阻较小,从负极流入时电阻较大,即二极管具有单向导电性。
(2)电阻测量:
正向电阻较小,反向电阻较大,可用用电表判断它的正负极或区分它的好坏。
①测正向电阻:
选低倍率欧姆挡,调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管正极,红表笔接触二极管负极。
读数乘以倍率即为正向电阻。
②测反向电阻方法与测正向电阻类似,但应选择高倍率的欧姆挡。
欧姆表的原理
1.原理如图286所示
图286
2.刻度标注
(1)“0Ω”标注:
当红、黑表笔相接时(图甲),相当于被测电阻Rx=0,调节R的阻值,使
=Ig,则表头的指针指到满刻度,所以刻度盘上指针指在满偏处定为欧姆表刻度的零点。
注意此时欧姆表的内阻是r+Rg+R。
(2)“中值”标注:
保持R不变,在两表笔间接一电阻Rx时,如图丙所示,使电流表指针恰指到满刻度的一半,即
处,则此时Rx=Rg+R+r,称为中值电阻,等于欧姆表内电阻值。
(3)“∞Ω”标注:
当红、黑表笔不接触时(图乙)相当于被测电阻Rx=∞,电流表中没有电流,表头的指针不偏转,此时指针所指的位置是欧姆表刻度的“∞”点。
(4)一般位置标注:
由闭合电路的欧姆定律I=
知,每一电流值都对应一电阻值Rx,将电流刻度换成对应的电阻刻度,就可直接读电阻了。
1.(多选)关于多用电表上的欧姆刻度线,下列说法中正确的是( )
A.零欧姆刻度线与零电流刻度线重合
B.零欧姆刻度线与电流表满偏刻度线重合
C.欧姆刻度线是不均匀的,欧姆值越大,刻度线越密
D.欧姆刻度线是不均匀的,欧姆值越小,刻度线越密
2.用欧姆表测电阻的优点是快捷、方便,缺点是读数不够精确,尤其是当表内电池的电动势下降后,测出的电阻值与真实值之间有较大的差异。
图287甲所示是一个欧姆表的电路结构图,图乙是其表盘的刻度(刻度值是按照表内电池电动势为V的正常值刻制的)。
已知在电流满偏刻度的
处所标的电阻值为15Ω。
问:
图287
(1)该欧姆表的内阻(即Rg、r和R0之和)为多大
(2)在满偏刻度
处的B点所标的电阻值为多大
(3)当表内电池的电动势下降为V时(欧姆表仍可准确调零),在测某一电阻Rx时,欧姆表的指针恰好指在B点,此时Rx的真实值为多大
解得Rx=2R内′=28Ω。
答案:
(1)15Ω
(2)30Ω (3)28Ω
多用电表的使用方法
1.测量前的准备
测量前,先检查表针是否停在最左端的“0”位置,如果没有停在“0”位置,应用小螺丝刀轻轻地转动表盘下面中间的定位螺丝,使指针指零,通常称为机械调零。
然后将红表笔和黑表笔分别插入正(+)、负(-)测试笔插孔。
2.用多用电表测电压、电流
测量小灯泡的电压
测量小灯泡的电流
示意图
用直流电源对小灯泡正常供电
把小灯泡的一个接线柱上的导线卸开
步骤
(1)将多用电表的选择开关旋至直流电压挡,其量程应大于小灯泡两端电压的估计值
(2)用两表笔分别接触灯泡两端的接线柱,注意红表笔接触点的电势应比黑表笔的高
(3)根据表盘上相关量程的直流电压标度读数
(1)将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,其量程应大于通过灯泡电流的估计值
(2)把多用电表串联在刚才卸开的电路中,注意电流应从红表笔流入电表
(3)闭合开关,根据表盘上相应量程的直流电流刻度读数
3.测量电阻的操作步骤
(1)选挡:
把选择开关旋到欧姆挡上,并根据估测电阻的大小,选择好选择开关的量程。
(2)调零:
把两只表笔接触,调整欧姆挡的调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上。
(注意:
电阻挡的零位在刻度的右端)
(3)测量:
把被测电阻接到红黑表笔之间,观察指针的示数。
若指针偏转角度太大(太小)说明所选欧姆挡量程太大(太小),应换挡重测直到指针指在表盘中间附近为止。
(4)读数:
读出表盘上指针所指的数值,再乘以量程的倍率即为待测电阻的阻值。
(5)实验完毕,应将两表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
如果欧姆表长期不用,应取出表内的电池。
1.
(1)参考多用电表面板完成下列填空:
用多用电表测直流电流时,应把选择开关旋至标有________处,并把多用电表________联接到被测电路中;若测电压时,应把选择开关旋至标有________处,并把多用电表与被测电路________联。
测直流电压和电流时,都必须把红表笔接在电势________处,即电流从________表笔流进多用电表。
(2)如图288为一正在测量中的多用电表表盘。
图288
①如果是用“×10”挡测量电阻,则读数为________Ω。
②如果是用直流10mA挡测量电流,则读数为________mA。
③如果是用直流5V挡测量电压,则读数为________V。
2.用如图289所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量:
图289
(1)旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线。
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
(3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件________,使指针对准电阻的________(选填“0刻线”或“∞刻线”)。
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数和测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
电路故障的分析与检测
[典例] (多选)在如图2810所示的电路中,闭合开关时,灯不亮,已经确定是
图2810
灯泡断路或短路引起的,在不能拆开电路的情况下(开关可闭合,可断开),现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路作了如下检查并作出判断(如下表所示):
次序
操作步骤
现象和结论
1
闭合开关,选直流电压挡,红、黑表笔分别接a、b
指针偏转,灯断路;指针不偏转,灯短路
2
闭合开关,选直流电流挡,红、黑表笔分别接a、b
指针偏转,灯断路;指针不偏转,灯短路
3
闭合开关,选欧姆挡,红、黑表笔分别接a、b
指针不动,灯断路;指针偏转,灯短路
4
断开开关,选欧姆挡,红、黑表笔分别接a、b
指针不动,灯断路;指针偏转最大,灯短路
以上操作和判断正确的是( )
A.1 B.2
C.3D.4
电路故障检测方法
(1)判断电路故障常用多用电表的电压挡,因为操作既简便又安全,但要注意量程的选取。
可分以下三种情况作出判断:
①如果电压表读数为零,说明可能在和电压表并联的路段之外有断路,或该并联路段内有短路。
②如果电压表有示数,说明在和电压表并联的电路之外无断路或该并联路段内无短路。
③如果电压表示数等于电源电动势——可能和电压表并联的电路间有断路,而该并联路段之外的电路无断路。
(2)若用电流表判断,则必须确定电流的最大值不能超出电流表的量程,否则会损害电流表。
(3)利用欧姆挡检测时要谨慎,必须确认无电压的情况下使用,而且要将待测元件与电路断开。
1.如图2811所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻R1、R2及另外
图2811
两根导线是好的。
为了查出断导线,某同学想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端,并观察多用电表指针的示数。
在下列选项中,符合操作规程的是( )
A.直流10V挡 B.直流A挡
C.直流V挡D.欧姆挡
2.在如图2812所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。
在开关闭合后,发现小灯泡不亮。
现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:
电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。
图2812
(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的________挡。
在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的________挡。
(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明__________________可能有故障。
(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。
(3)①将多用电表挡位调至欧姆挡;②将红、黑表笔相接,检查欧姆挡能否正常工作;③测量小灯泡的电阻,如电阻为无穷大,表明小灯泡有故障。
电学黑箱问题
1.“电学黑箱”的种类
一般有四种:
(1)纯电阻黑箱;
(2)纯电源黑箱;
(3)由电阻和电源组成的闭合电路黑箱;
(4)含电容器、二极管的黑箱。
2.常见元件的特性及测量现象
元件
特性
不分极性,正向、反向电阻大小相等
单向导电性,正向、反向电阻差值很大
直流电路中相当于断路,欧姆表测量时指针先偏转,又回到“∞”刻度
提供电压,用电压表测量,如果在两测量点间电压最大,说明两点间有电源
3.用多用电表探测黑箱内的电学元件的基本思路
根据以上思路判断出黑箱内有哪些电学元件后,再根据各接点间测量的数据进行逻辑推理,最后确定出元件的位置和连接方式。
[典例] 现有一个电学黑箱,有A、B、C、D四个接线柱,如图2813所示。
若用多用
图2813
电表的电压挡和电阻挡分别做三次测量,发现两接线柱间测量结果如下:
UAB=UAC=UAD=V;UBC=UBD=UCD=0;RBC=4Ω,RBD=3Ω,RCD=5Ω。
试判断箱内电路的最简结构(电阻无并联的情况)。
判断黑盒子问题时要特别关注电压和电阻的测量情况。
电压不为零,说明内部有电源;电压为零,说明所测的两点间被短路,也可能是这两点都在断开的电路的负极一侧或正极一侧。
电阻的测量值也能反映电路电阻的连接情况,可以判断黑盒子中是否有二极管。
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