第1节 电压表使用 (修订中)
[TOC]
零件和材料
- 万用表，数字或模拟
- 各种电池
- 一个发光二极管（Radio Shack 目录号 276-026 或同等产品）
- 小型“爱好”电机，永磁型（Radio Shack 目录 # 273-223 或同等产品）
- 两根带有“鳄鱼夹”末端的跳线（Radio Shack 目录号 278-1156、278-1157 或同等产品）
_万用表 (opens new window)_是一种能够测量电压、电流和电阻的电子仪器。
_数字_万用表具有数字显示，如数字时钟，用于指示电压、电流或电阻的数量。
_模拟_万用表通过印刷刻度上的移动指针指示这些量。
模拟万用表往往比数字万用表便宜，并且作为第一次学习电学的学生更有益于学习工具。
我强烈建议在购买数字万用表之前购买模拟万用表，但最终将两者都包含在您的工具包中以进行这些实验。
交叉引用
电路课程，第 1 卷，第 1 章：“电的基本概念”
电路课程，第 1 卷，第 8 章：“直流计量电路”
学习目标
- 如何测量电压
- 电压特性：存在于两点之间
- 选择合适的仪表范围
插图
指示
在本书的所有实验中，您将使用某种测试设备来测量您无法直接看到、感觉到、听到、品尝或闻到的电的各个方面。
电——至少是少量安全的电——对我们的人体是不敏感的。
在电力和电子领域，您最基本的“眼睛”将是一个称为_万用表_的设备。
万用表指示电压、电流和电阻 (opens new window)等电气特性的存在并测量其数量。
在本实验中，您将熟悉电压的测量。
电压是准备激励电荷通过导体移动的电“推”的量度。
在科学术语中，它是每单位电荷的比能量，在数学上定义为焦耳每库仑。
它类似于_流体系统中_的压力：使流体通过管道的力，以伏特 (V) 为单位进行测量。
您的万用表应附带一些基本说明。
好好阅读它们！如果你的万用表是数字的，它需要一个小电池来操作。
如果是模拟的，它不需要电池来测量电压。
一些数字万用表是_自动量程_的。自动量程仪表只有几个选择开关（拨盘）位置。
手动量程表对每个基本量都有几个不同的选择器位置：几个用于电压，几个用于电流，几个用于电阻。
自动量程通常只出现在更昂贵的数字仪表上，并且是手动量程，就像汽车中的自动变速器是手动变速器一样。
自动量程仪表自动“换档”以找到最佳测量范围以显示正在测量的特定量。
将万用表的选择开关设置到可用的最高值“直流电压”位置。
自动量程万用表可能只有一个直流电压位置，在这种情况下，您需要将开关设置到该位置。
将红色测试探针接触电池的正极 (+) 侧，黑色测试探针接触同一电池的负极 (-) 侧。
仪表现在应该为您提供某种指示。
如果仪表的指示为负（在模拟仪表上，指针向左而不是向右偏转来指示负值），则将测试探针连接到电池。
如果您的仪表是手动量程类型，并且选择开关已设置在高量程位置，则指示会很小。
将选择开关移至下一个较低的直流电压范围设置并重新连接到电池。
指示现在应该更强，如模拟仪表指针（指针）的更大偏转或数字仪表显示屏上的更多活动数字所示。
为获得最佳效果，请将选择开关移至不会“超出”仪表范围的最低范围设置。
超量程模拟仪表被称为“钉住”，因为指针将一直被强制移动到刻度的右侧，超过全量程刻度值。
超量程数字仪表有时会显示字母“OL”或一系列虚线。该指示是特定于制造商的。
如果你只用一米测试探针接触电池的一端会发生什么？
仪表必须如何连接到电池才能提供指示？
这告诉我们电压表的使用和电压的性质是什么？
是否存在“单点”电压之类的东西？
一定要测量不止一种尺寸的电池，并了解如何在万用表上选择最佳电压范围，以便在不超出范围的情况下为您提供最大指示。
现在将万用表切换到可用的最低直流电压范围，并将万用表的测试探针接触到发光二极管 (LED) 的端子（导线）。
LED 设计用于在由少量电力供电时产生光，但 LED 在暴露于光时也会产生直流电压，有点像太阳能电池。
将连接有万用表的 LED 指向明亮的光源，并注意仪表的指示：
电池通过化学反应产生电压。当电池“死亡”时，它已经耗尽了原来储存的化学“燃料”。
然而，LED 并不依靠内部“燃料”来产生电压。相反，它将_光能_转换为电能。
只要有光照亮LED，它就会产生电压。
另一个通过能量转换获得电压的来源是_发电机_。
“零件和材料”列表中指定的小型电动机，如果其轴由机械力转动，则其可用作发电机。
将电压表（万用表，设置为“伏特”功能）连接到电机端子，就像将其连接到 LED 端子一样，然后用手指旋转轴。
仪表应通过指针偏转（模拟）或数字读数（数字）来指示电压。
如果您发现在用手指旋转轴的同时难以保持两个仪表测试探头与电机端子的连接，您可以使用_鳄鱼夹_“跨接”线，如下所示：
确定电压与发电机轴转速的关系？反转发电机的旋转方向并注意仪表指示的变化。
当您反转轴旋转时，您会改变发电机产生的电压的_极性。_
电压表通过指针_方向_（模拟）或数字指示_符号_（数字）指示极性。
当红色表笔为正极 (+) 而黑色表笔为负极 (-) 时，仪表将记录正常方向的电压。
如果施加的电压极性相反（红色为负极，黑色为正极），仪表将指示“反向”。
相关练习：
总目录：