【精编汇总版】电学基本仪器及其使用合集

1、【精编汇总版】电学基本仪器及其使用合集】16/16【精编汇总版】电学基本仪器及其使用合集一、电学基木仪器及其使用（一）、也丧电表格模板的布局和道理，国表里都植木一样，可分为模拟式电表格模板和数字式电表格模板两大类.这两类电收的工作道理截然差异。数字式电压表格模板的基本单元是模数转换器，输入电压通过模 数转换器转换成数字量后，通过液晶浮现滞或数码管直接浮现出来。数字式电流表格模板则是使电 畅通过尺度的取样也阳后酿成电压量，然后举行测量的。而模拟式电表格模板的基木单元是微安衣, 其工作道理是験流线圈在磁场中受到力矩而动弹一即安培定理。电压表格模板则是将待测电压通 过尺度电阻发作个与电压成反比的电流

2、，然后用电流表格模板来测量。模拟式电表格模板因为有机械运动部件，所以常常称为机械衣。它的内部机构加图221所 示。为了尽量使截流线圈所受到的动弹力矩与载流线圈地址角位買无关，使力矩的巨细只和 线圈上通过的电流巨细成iE比，所以实际使用的电表格模板要专门大纲磁极形状以使磁场的巨细和 偏向能满足上述线性化的要求（见图221（b）。（b）专门大纲的磁极形状图32/电表格模板的厚理布局图电表格模板又可分为直流电表格模板和交流电表格模板*立流电我是基本的。交流电表格模板只是把被测的交流电 先举行整流，酿成直流电，概略脉动直流电后再举行测显。单用途电表格模板的两个展重要参数是它的肋程和测吊:精度。电表格模

3、板的徜程是指它的坡大可测病 值，对模拟式电表格模板，它的量程可宜接由该电表格模板表格模板盘上的及大到度位读出。电表格模板的“测最精度” 专业上常用更确切的名词一测量“准确度”来表格模板述。对数字式电表格模板，它可由厂方的产物说 明书資褥。对模拟式电表格模板，则可由该电衣表格模板盘上所刻的准确度品级A来读出（比如，见图2 212精密直流伏特表格模板的表格模板盘中的带圈的0.5,或图22-14中的- 15,1. 5）,凭证我国的国家尺度，普通模拟式电表格模板的准确度品级A分为7等，它们处：0.1, 0.2, 0. 5, 1. 0, 1. 5, 2. 5, 5. 0。无级别标志的电表格模板可认为它的

4、准确度品级劣于5. 0。电表格模板的准确度品级，表格模板示在该量程范鬼内的最大偏向阳，对模拟式电表格模板，它的计覓公式 是电表格模板的准确度品级A =（坡大答允偏向/景程）X 100（221）可见难确度品级A的数位越小的电表格模板越精密，概略说越“低级工 电表格模板的系统偏向则由两部份所组成：基本偏向和其他附加偏向。即电表格模板的系统偏向=基本偏向+其他附加偏向（2-2-2）电表格模板的基本偏向在规定的使用情况下，灯按该量程局限内的最大偏向限来盘算，即电表格模板的基本偏向=量程XA%（223）由上式可知，同一个电农，在差异量程时它们的茶本偏向是纷歧样的。请记住：电 表格模板毎一次换量程揩后，它

5、们的菸本偏向就变了。电表格模板的“规定使川情况”是电表格模板保证它的最大偏向限（即答允偏向极限）不会大于它 的准确度品级所表格模板示的值的前提，概略说前提。模拟式电表格模板耍求的“规定使用情况”普通由 电表格模板的出产厂家凭证国家尺度，用统的标志标志在电衣的面板上。比如：模拟式电表格模板的放置方式：丄衣示该电衣使用时庇垂直放置；H表格模板示程度放置（数字 式电表格模板没有放置方式的要求）。电表格模板的使用环境：H级防外磁场电表格模板的其他附加偏向是指电磁场环境和温、湿度等的影响。在尝试富的小正常工作 前提卜.普通较小，可以忽略。注意，模拟式电收的放置方式对电收测量的准确度的影晌很大。 不按规定

6、方式放宜，比如，仃的学生坐若做尝试，为广读数方便，常常把电表格模板倾斜放置（在 匚作中我们也nJ常常见到类似的错误方式），对模拟式电表格模板般会引起人的测量偏向，使电 我的系统误羌远大广（223）式所农示的基本偏向，在尝试中必需克制.数字式电衣的放置 方式可以随便。我21电渤技点秋性筐%方n ”QC n 4e t Ae*.xiix&2m儼以用笨假的前先餃 哀示寿军領r电热大1( f)05 1 i门杯代的百分Bt袅不麻臀镒丄 T电大,()* f希Qian*喻电n：*界地代zJM II帥VMAX粮*网QD电后（二）、力川及万用表格模板的基本功能是测量电压、电流和电阻。世界各国所出产和使用的万用表格

7、模板虽白价 格崎岖、准确度差异和体积人小之分，但它们的基本功能和布局原斑都是大略不异的，基本 的使川方式也没冇多大差异。万用表格模板可分为桢拟式和数字式两大类。下面介绍方用表格模板使用的般理论常识和操作本事.万用表格模板测试表格模板笔的毗邻和使用万用我都冇“ + ”端和“/端两个输入端（测鱼孔）（“端冇的标以“*，域者标以文 字“COM”，凡是称为“大众端”），同时附带红黑两色测试表格模板笔。使用时，赤色表格模板笔接“+” 端，黑色我笔接“踹（“大众端”）在举行电流或电压测量时，红发笔接电源的“ + ”端（概略电路的高电位端），黑表格模板笔接 电源的“端（概略电路的低电位端）。如果接反，普通只

8、是使电表格模板的指针向反偏向偏转，不2会造成电表格模板破损.在举行电阻测量时，就不用分辩红黑衣笔，就是说红黑笔非论接电阻的哪 一端，测量成果都一样，（2）正确、理选择档位、麻程力用表格模板举行测量前，必需预先把万用表格模板置丁一正确、合理的量程档上。这是使用力用衣 最重要的操作方式。一旦违反，轻则表格模板毁，重则造成人身伤亡变乱。这种恶性变乱多数发作 在测昂:电压时。当方用衣处于电流档时，虫测量电压，这时力用表格模板肯定烧毁无疑。同样，当 万用表格模板处于电阻档时，去测最电源电压.万用表格模板也必毁无疑。这种烧毁是如此之快，在测量 表格模板笔打仗也路的刹那，操作者还没有反映过来，几百元一个的万

9、用表格模板匸经烧毁了。操作者 常常因此II瞪I】呆，但匸无法挽救。“置万用表格模板于正确的档位”是指，测量什么量，万用表格模板该当宜于那一个量的档匕 从 图2-2-2（b）中可见，所有才用我都仃测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压和电阻 五个大档,测量H流电压时，必需预先把万用表格模板置丁悝流电压档上，决不能置于电流概略电 阳档上。测盘交流也流时，就应把万用表格模板预先置于交流电流档合理的量程选择是指卜.面的儿层意思：量程的预置：在测量某未知巨细的电量时，该当预先把万用表格模板置于该量的最多量 程处：如果（2知该量的概略局限，则把万用表格模板预先置j靠近它的最大值量程处。比如在检 修某一

10、口光灯电路时,该当预先把万用衣置于交流也压的250 V或500V量程处。又如当要 测糸晶体管收合电机路屮某一点的电压时，已知该机的电源电压为6V,由此可估计出该点 的电压必在06V间，所以该当把万用我置于坡靠近于它的支流10V处。刀用表格模板域程的粕确选杼，这里分两种情况：a.当待测量是电流或电压（非论交流或直流）时，万用衣量程精确选择的基本原则是 使电表格模板的指什尽员靠近满刻度。这,原则，对数字式仪表格模板也适用。其原因是，这样能获的垃 好的测吊:准确度。读者通过本尝试的数据措置方案，将会分明地看法到这一点。b.当测量电阻时，对模拟式万用表格模板，选择量程的原则是，使电表格模板的指针尽量靠

11、近丧盘 的中间。在中学时我们学过，万用表格模板测域电阻时，这时测域电路是通过万用表格模板本身所带的电 池来提供电源的,随着使用时间的增加，电池电压会逐渐低落，出格是在万用我置FRX1 挡测量低电阻时，电源的消耗非常大，电池电压会很快低落.模拟式万用表格模板为了防止电池电 压的低落造成测量精度的变卦，特地设置了一个校等电位第.在差异电否决测量时。般该 电位器所处地位（电阻值）都纷歧样。所以测量电阻吋，毎换一次量程，都必需校一次零。例 如，当方用表格模板拨到只RX1挡时，测蚩前，必需校零。当测贵过程中发现该蛍程不仄契合， 逐拨到RX 10揩，就必需再次校本。在测量下一个电阻时，如果必要再次返冋到真

12、RX1挡, 则不用再校零了。频仍校零，不光增加电表格模板的磨损，更增加測量时间。为了减少电阻换挡校零的次数，可 先在不校等的情况下用差异的量程档举行粗测，以选择最佳的量程档位。当确佶该量程测 显最为合理时（电表格模板指针最靠近表格模板盘的中间），再对该景程校零，及后作精确测量。正确读数为了保证正确的读数，模拟式万用表格模板使用时衢要注意控制下面儿点：力用友应按我盘上规定的方式放置（木尝试所用的MF35型方用表格模板使用时必需平放）。读数时，视线应保持与表格模板盘相垂宜。此刻中高档的万用表格模板的表格模板盘上都安装冇一个圆 弧形的反射镜。这时，读数应在指针和它在镜中的像柬合时举行。这样做的丨I的

13、，是为了避 免差异的人对表格模板针的同一位笠仃差异的读数。选择表格模板盘上合理的刻度线举行读数。对模拟式万用表格模板来说，它能测最交1流电流电 压和电阻五个氨，对每一个策乂有好儿个最程。为r使电及面板尽量简洁，除了电否决行专 用的刻度线外，交F流的电流和电压的差异量程档常常共用一条刻度线。读数时除了必需选3择对应量的刻度线外，还应选择尽量容易读数的刻度线来读。比如当用MF35万用表格模板测量交流220 V电压时，如果把万用表格模板買于交流250 V量程挡， 这时电表格模板指针处于图2214所示地位。为了读出待测电压的正确数值，起首要找到正确 的刻展线。仔细察看表格模板盘可以看到，它的最上面的一

14、条到度线的左边标守望其VA记号，这 表格模板示该刻度线是用作交宜流的电流电压测量用的，注意它是多种分度的。表格模板盘的中间刻度线 的左边记仃Q标志，这表格模板示该刻度线是夕门为电阻测量设立的。显然，当把万用表格模板置于交 流250 V挡举行交流电压测量时，读数应按最上面的刻度线来举行。丈次耍注意到，城世上 面刻度线标有三组差异的读数值，它们分辩表格模板示满星程分辩按10、25和50来分度。显然， 当万用袅置了交流10v挡举行测量时，用满量程为1。的读数线来读坡方便。对于开盘上没 皆对该当数线的量程，比如，交流250V挡时，显然，用满刻度为25的读数线最方便。这 时只要把该刻度线上的值乘上10就

15、生了。当然也可用满刻度为10的读数线来读数，然后把 毎个刻度线上的值乘上25。显然，这样要费事些。在图22/4的示例中，交流电压的测量 值该当为230 V。万用表格模板在测量交口流出流和电压的其他量程时的读数方式也都如此，不再 赘述。电阴挡设置了专用的读数线，由于测量电路木身布局道理上的原因，电阻刻度线斗劲特 殊。起首它的零点在开盘刻线的心边.而不像电流、电压刻度线那样在左边。其次它的读数 线是不平均的，越到左边，刻度线越挤，分辩率越差。在刻度线的右边，能读出的测量优的 讶效数字的位数也少。只仃在屮间部份，能读出的测量值的右效数字的位数最冬，也就是说 中间部份的测量准确度坡窗。究竟上，凭证极拟

16、式力用我的大纲原斑，工厂对方用我的各电 否决的标定时，都是以中间的电阻仪（称“中值电机”）为基准举行的。所以电阻测域则， 以中间部份的读数測量最精确。注意电阻测量读数时，要把刻度线上的值乘上该档所示的倍 率。（4）读数时、必需在刻度线的最小分度值后再举行估读这里，域小分度值所提供的是测量值的可靠数字的竝低位，估读数是可疑数？。估读的 原则是：测墳者按照可以分明辨此外原则，尽坦读得更精细,些，估读数也可达二位，普通 要读到最小分度的1/10或1/5。尝试测量成果最后要保留到拿一位，则由不判断度地址的位 抉择。（5）尝试完毕，万用表格模板尺置于交流电压档的最多量程处万用表格模板不用时应置于交流电压

17、档的500V或1000V处。原因皆工高电压档是万用表格模板最平静搭位。用万用表格模板检修电灯照明和仪稳仪表格模板的电源妨害是常常 碰着的工作，任务常常很急。孔殷中即使冇经验的操作人员也合忘记在测墩前必需预先先合 理的档的原则，错说地直接用万用龙去测量市电电维。如万用我普通已置F交流电压500v 处，这种错误就不会造成变乱,相反如果普通万用表格模板随意置挡，这时恰处于电流挡或电I址挡, 则这种错误就立刻酿成变乱，刹时就造成很大的经济损失。万用表格模板的两个测试笔常常因各种偶然因素而知路。如果普通万用表格模板置于电否决，长时 间的短路会造成电表格模板内的十电池迅速耗电而发小漏液，电解液流淌到万用表

18、格模板机体内，弓I起元 部件腐蚀而使整个万用表格模板报废。这种变乱常可见到。如果万用表格模板置F电法挡，万用表格模板内的干 电池层被关断的，就没仃这种风险隐患。（三）、滑线电位器滑线电位器是用电阻丝（普通为银格丝）绕在宽管上构成的（见图226）。电阻丝的两 端接不才方的两个接线柱匕为固定端。滑动端下面的电刷号瓷管上的电阻丝为滑动打仗它 的上端也通过电刷与上边的和金属条和接，再通过金属条一端的接线柱叫出，这一接线柱通 常称为滑动端。冇的滑线电位器为了方便使用，在金屈条的两端都行接线柱。由于金属4条I分相大，金属条木身的电阻值非常小，可以忽略，故可以认为这两端都是同一个滑动端。 在尝试室屮滑线电位

19、器次要用途冇两个：（1）用作可变电阻器。这时它把滑动端和两个固定端中的个作为输出端。随着沿动 端在瓷管上从一端滑动到另一端，输出电阻从0变卦到最大俏（概略从最大值逐渐减小到0, 随选用哪个固定端而定）。为了防止滑动端在滑动过程中因打仗不良而断开，导致刹时电阻酿成无穷大而使电路发作剧烈跳动用故，疗经脸的使用者常常把另一个固定端与滑动端相 连（图 227（b） oftjfl注依眺（h;坊毗邻a09 2.2.7懵线电位：#用作可受电ISM（2）用作持续可调电压源。它的毗邻方式如图228所示。这时从一个固定端和滑 动端之间可以得到从零到电源电压E之间的持续可调电柞。用这种万法得到的电源的好处足输出电压

20、能从0调起，持续可调；而且对电源冇庇护 作用，一旦输出短路，短时间内也不会烧毁电源。它的缺点是电源的输出特性差，随着负載图2-2-8 冶饯电位器用作可判电山源的增大而变坏。具体说，就是输出电压不是随着滑动端的挪动距离而作线性变卦，而且随着 滑线电位器本身电阻俏的增加以及输出电流的增加，线性越来越差。如何改良滑线电位器的输出特性，从前在各种教科书中有很多讨论，如减小滑线电位器 本身的限值（代价是电源消耗功率的增加），盘算滑级电位器的阻值与负载阻抗间的关系而选 契合的沿线电位器等等。近儿年来，随着电子技术的前进，儿乎所冇稳压电源都具冇很 大的输舟电压持续调节本事，有的甚至可以从零电压起头，所以滑线

21、电位器用作持续可调电 源的功能正在逐渐被可调稔压电源本身功能所代替，而可调稳压电源的输出特性要远远优于 滑线电位器的电压输出特性，操作也非常方便轻巧。（四）、电阻箱电阻箱的概略如图2-29所示常见的冇四位（四个旋钮）、五位（五个旋钮）和六5位(六个族钮)几种。它们的道理布局基本不异，图22-9所示为六位电阻箱。可以看到， 它的传一位都是由1个一刀卜掷开关和9个不异阻值的电阻组成。相邻位电阻的隕值之比正 好为10,每一位都构成为卜进制中的一位。这样六位电阻箱最大的串联电阻值为99999.9C , 五位电阳箱的垃大电阻位为9999.9C ,其他依此类推。毎一位由“0”端和刀的中心端引 出.这里以图

22、229的0.1位为例，图屮该位的刀掷在3上，则在“0”踹和刀的中心端 间的电阻值就是3X0c。请读者按此方式，读一下图2-2 9所示的六位电阻箱，当各 刀在图示地位时，在“0”端和“99999.9Q ”端间的电阻值，以作操练。读时应从左上知的 最大位起头，循序向右到卜一一位，最后到右卜一角的最小位。罔2-2-9电阻箱的读数该当是 87664.30 o从图229可见，用六位电阻箱，从“0”端到“99999. 9”端之间，可以得到0 到99999.9Q间的任何电阻值。细心的读者概略会问，既然这样，为什么在“0”端到“99999.9” 端间乂引出了 “0. 9”和“9. 9”两个接线端？它们是做什么

23、用的？冋答上述成就应从电阻箱的系统偏向剖析角度来评释。因为电阻箱的系统偏向=基本 偏向+其他附加偏向(打仗电俄，温漂)屯限收外形Cb电电箱不理的图229六位电阻箱这里，电阻箱的基本偏向=A%XR式中：A为电阻箱的准确度品级；R为电阻值。比如本尝试所用的六位电阻箱的准确度品级为A=0.L设在某一次测星时电阻箱 的输出电阴值为12560 c ，则这时该电阻箱的基木谡弟为A = 0.1% x 1256 .0C2 = 1.256 Q此刻有的厂家按量程来给出准确度品级。比如.某厂的ZX21型电阻箱的技术指标为:ai1101001 00010 (XX)碓覆/KFay)oon)0001000t ono1 o

24、oo1 XJO它表格模板示，在(9X0.1 c)挡，它的推确度品级50000X1O- L0.05,此即为5.0级：同 样，在(9X1 C)挡为o. 5级；在(9X10Q )挡为0.2级；在这以上挡时才是A=0. 1级。这 样标注，显然更客观些。这时电阻箱的基本偏向该当逐级计覓。以上面的输出电阻值1256.0C为例，这时该 电阻箱的甚本偏向为6A = 0.001 x 1000 + 0.001 x 200 + 0.002 x 50 + 0.005 x 6 = 1 + 0.2 + 0.1 + 0.03 = 1.33C其他附加偏向中，在尝试室的正常工作环境卜.，以打仗电阻为及次要。而打仗电阻次要 是多

25、掷开关的举动触点造成的，它的盘算公式是打仗电阻N式中，b恰似折毎一个触点的平均打仗电阻，它隨电机箱的级别准确度品级）而差异， 也随使用时间而增加。普通，对A=o.l级新电阻箱，b取0.001 Q ；对A=0.2级,b取0.005)O.2SX) 10.400 ( 0J0O ( )0600 t)0.650 )0700 ( )/(/) /mA屯溝荻ft程簿精密电压表格模板：量程1. 5v,准确度品级A0.5,要求电压和电流的毎一个值都要盘算出 不判断度，剖析：任何电学测品，总离不开把被测元相件（或待测电路）和测显仪齋相毗邻，此外还要接 上电源。这种毗邻，凡是称为“电学线路毗邻”。电路的毗邻，是电学尝

26、试的基本功，是电 学尝试可否成功的关键之一，电路的毗邻合理与否，毗邻的质量好坏，是否有利于尝试屮的 操作和检査它对熨验的速度和尝试测址成果的质量冇抉择性的关系。电学线路的毗邻冇9一些规律或本事，非常值得初学者注意和控制，并养成风俗。从尝试;起头，将举行电学线路毗邻操作训纫K将学习如何从电路道理图开航，将实际 的电学元部件、测展仪器仪表格模板以及电源等，用导线把它们毗邻起来，构成一个完整的电路， 最后通过这一电路举行预定11的的尝试测量。电学线路毗邻的操作步骤和方式：(1)吃透电学线路的原斑图在动手举行线路毗邻前，肯定要充沛懂得该线路喪验的“的，再仔细懂得电路屮各个元 部件的作用和要求.尝试操作

27、前，把图屮各个元部件与实物举行斗劲。(2)按道理图中各元部件的地位布局把各个元部件(实物)技道理图中的地位先一一放好。按道理图地位部署各元部件，使 在整个尝试过程中对电路始终保持一个非常清晰的箱体印彖，这一点非常重要.它不光是您 在本尝试中始终处于主导地位，很容易检査和操作整个电路：当养成这种良好的操作风俗以 后，它还将使你在今坛的电工和电广技术的更更杂的电路尝试调试中节省大呈的时间，更快 得到成功。注意：肯定不要放个元部件就连一次线，再放个元部件，再持续原因是，相買 好元部件后，冇时概略会因考虑到操作、察看或记录方便而对个此外元部件地位举行调整0 而毗邻上导线后再作元部件调整合冇很纟的短处,

28、如线路混乱，元部件挪动时引起线路毗邻 的松动隐患等。(3)按道理图，一个冋路一个冋路连线比如，第一步毗邻电源和沿线电位器回路。先从电源的“ + ”端用导线毗邻到开关的一 端，从开关的另一端，再用导线毗邻到滑线电位器的左边固定端，最后再从滑线电位器的右 边固定端毗邻到电源的“一”端。为了减少操作中的单调烦懑，荏学习中寻找更冬乐趣，您可以想象在做游戏，把毗邻线 路看做为铺路：你带领电荷从电源的“ + ”端开航，先用导线铺路把它领到开关处，穿过开 关后再铺路把它领到滑线电位器的左端，穿过整个沿线电位器后，从滑线电位器的7i端印发, 最后把它领冋到电源的“一”端冋家。按回路的方式，次第毗邻，坡后回到开

29、航点.这种方式不会遗漏中间的连线.物理概念 非常清晰，请巨匠在尝试中仔细体会，并养成风俗。我们知道，不能成回路的电路支线，电 流不能在该支线上流动，电学上通沼称为线路欠亨。初学者常犯这种错误。电路的其他部份的毗邻也和上述一样，这里不再赘述。(4)对峙“坡后,1：电，起头断电，不要带电操作”原则在电路毗邻过程屮，不得把电源合上送电(俗称“上电”)。带电操作是非常风险的， 轻则破损元部件，烧毁电源，車则引起触电身I；这种屮例很妥，电学的大冬数軍大变乱都 是因为没讶在操作过程屮断电，造成带电操作而至。读者肯定要服膺这一用鋒血换来的经验。这种带电操作变乱，出格容易发作在检査和从头毗邻过程中。线路毗邻岗，没有好好检 杳，就匆促上电。泛起妨害，就不关电源匆促从头装拆，冇的其至是明知故犯。常常在机毁 人亡之后，才宾正有所体