《物理实验万用电表的使用.docVIP

《大学物理实验指导（电磁学部分）》 实验九 万用电表的使用 [目的] 1.了解万用电表的基本原理及设计方法； 2.学会万用电表的使用。 [仪器和用具] 1.万用电表(MF-50型)； 2.直流稳定电源(MCH-305D-Ⅱ型0-30V、0-5A)； 3.单相自耦调压器(500VA 0－250V)； 4.实验电阻板（3.0KΩ、15KΩ、47KΩ、56Ω、0.62KΩ、1.5KΩ 0.25 W各1个）； 5.电学暗盒（内装有47μF电解电容1个、0.22μF普通电容器1个、；6.3V稳压二极管1个、1N4007硅二极管1个、47KΩ电阻器1个） 6.单刀开关； [原理] 一、万用电表的基本结构 万用电表是实验室常用的一种仪表，可用来测量交直流电压、电流以及电阻等，还可用于检查元器件以及电路，排除电路故障。 万用电表主要由灵敏度较高的磁电系微安表（简称表头）和由转换开关控制的测量电路及保护电路组成。它实际上是根据电表改装的原理，将一个表头分别通过转换开关连接各种测量电路而改成多量程的电流表、电压表及欧姆表的。是既能测量直流电流、电压也能测量交流电压的复合表。各个测量档共用一个表头,表头面盘上有相应于测量各种量的几条标度尺,标度尺按表的功能有各种不同的刻度,以指示相应值。对于某一测量的内容,一般分成几个大小不同的几档(例如MF50型万用表,其电阻档有×1、×10、×100、×1K、×10K五档，电流有100μΑ、2.5mΑ、25mΑ、250mΑ、2.5Α五档，直流电压有五档，交流电压亦有四档)。除了电阻档标注的是倍率外，各档标注的均为该挡的量程值。使用标度尺读数时，应注意不同的测量量不同的量程适用于不同的标尺。例如：MF50型万用表，电阻档应使用由上往下数的第一条标尺，交流10V档应使用第三条标尺，其余的电流、电压量程均看第二条标尺。 二、万用电表的主要测量电路 1. 直流电流、电压档 万用表直流电流档一般采用如图9－1的闭路抽头式电路。为了计算方便，通常在表头支路串入一个可调电阻R0并取RA+R0=Rm为整数值。则，被改装表的内阻应为Rm。由实验一可知，各电流档的总分流电阻RSi及各抽头电阻Ri按下列公式计算： 式中，RS为与表头支路并联的总电阻值。 直流电流设计方法 根据表头的外临界电阻值R外临，按环形回路总电阻值略大于表头的外临界电阻值R外临的原则确定表头支路并联的总电阻值RS。即取略大于R外临。（关于电流表的外临界电阻值R外临值详见杨述编《普通物理实验（电磁学部分）》“灵敏电流计特性的研究”实验.）按式（9－1）先求出回路电压U0然后逐档计算抽头电阻。并按下式求出改装以后的最小满程电流值Imin。 (9-2) 万用表直流电压档一般采用如图9－2的共用分压电阻式电路形式。（即前档的分压电阻与后档共用的形式。）但是，其时改装电路是用扩程后的电流表作为被改装的表头（我们称其为电压档的等效表头），然后串联分压电阻构成。 设，电压档等效表头的满程电流值为IV0