第二章 8 多用电表

欧姆表

我们已经学习过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理，是否可把电流表改装成能够测量导体电阻，并能直接读出电阻数值的欧姆表呢？下面从一个例题说起。

【例题】在图2.8-1的电路中，电源的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，电流表满偏电流I_g＝10 mA，电流表电阻R_g＝7.5 Ω，A、B为接线柱。

（1）用一条导线把A、B直接连起来，此时，应把可变电阻R₁调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？

（2）调至满偏后保持R₁的值不变，在A、B间接入一个150 Ω的定值电阻R₂，电流表指针指着多少刻度的位置？

（3）如果把任意电阻R接在A、B之间，电流表读数I与R的值有什么关系？

解（1）电流表电阻R_g的值不能忽略，此时可以把电流表视为一个电阻。由闭合电路的欧姆定律，有

I_g＝\(\frac{E}{{{R_g} + r + {R_1}}}\)

从中解出可变电阻R₁的值

R₁＝\(\frac{E}{I_g}\)－R_g－r＝（\(\frac{{1.5}}{{0.01}}\)－7.5－0.5）Ω＝142 Ω

这表示，当两个接线柱直接连到一起，且表头指针恰好满偏时，可变电阻R₁的值为142 Ω。

（2）保持可变电阻R₂的值不变，把R₂＝150 Ω接在A、B之间，设这时电流表读数为I₂，由闭合电路欧姆定律

I₂＝\(\frac{E}{{{R_g} + r + {R_1} + {R_2}}}\)＝\(\frac{{1.5}}{{7.5 + 0.5 + 142 + 150}}\)A＝0.005 A＝5 mA

这表示，接入R₂后，电表指在“5 mA”刻度的位置。

（3）把任意电阻R接到A、B之间，设电流表读数为I，则

I＝\(\frac{E}{{{R_g} + r + {R_1} + R}}\)

代入数值后，得

I＝\(\frac{{1.5{\rm{V}}}}{{150\Omega + R}}\)

解出

R＝\(\frac{{1.5{\rm{V}}}}{I}\)－150 Ω

以上计算使我们不禁想到：如果把例题中电流表的“10 mA”刻度线标为“0 Ω”，“5 mA”刻度线标为“150 Ω”，其他电流刻度则按R＝\(\frac{{1.5{\rm{V}}}}{I}\)－150 Ω的规律换成电阻的标度，它岂不成了可以直接测量电阻的仪表？从A、B接线柱引出两枝表笔，把表笔接在被测导体的两端（图2.8-2），从刻度盘上直接读出导体电阻的数值，这不是很方便吗？

图2.8-2虚线框中的电路，其实就是一个最简单的欧姆表电路。实际的欧姆表就是在这个原理的基础上制作的。

多用电表

测量电路某两点的电压用电压表，测量电路通过的电流用电流表，粗测导体的电阻用欧姆表。电压表、电流表、欧姆表都要用到表头，能不能让它们共用一个表头从而组合在一起呢？

图2.8-3中，甲、乙、丙分别是电流表、欧姆表和电压表的示意图。图2.8-4的虚线框中是一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以接通1，也可以接通2或3。现在要使B接通1时，能像图2.8-3甲那样成为电流表，接通2时像乙那样成为电阻表，接通3时像丙那样成为电压表，这就成了一个简单的多用电表。请对照两幅图，讨论一下，这个多用电表的电路图是怎样的？把它在图2.8-4的基础上画出来。

说一说

图2.8-5是一个多量程多用电表的简化电路图。测电流和测电压时各有两个量程；还有两个挡位用来测电阻。请谈一谈：开关S调到哪两个位置上多用电表测量的是电流？调到哪两个位置上测量的是电压？调到哪两个位置上测量的是电阻？在测量电流或电压时，两个位置中哪一个的量程比较大？

在识别电阻挡和电压挡电路时，可以把虚线框内的电路当成一个电流表。

图2.8-6是一种多用电表的外形图。表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程。将选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通。使用前应该调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度。不使用的时候应该把选择开关旋转到OFF位置。