数字万用电的使用.doc

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1、数字万用电表的使用[目的要求]1．了解数字万用电表的特点和基本性能指标；2．学习使用数字万用电表测量直流电压、直流电流和电阻以及检查电路故障；3．学习使用电学仪器～电阻箱、定值电阻、直流电源等；4．学习连接电路，掌握电学实验操作规程．[仪器用具]数字万用电表，直流稳压电源，干电池，电阻，电阻箱，变阻器等。[实验原理]在作电学实验连接电路时，直流电源、电表、电阻、开关是必不可少的元件本实验重点介绍电阻和数字万用电表（digitalmultimeter，简称DMM）的使用。1．电阻电阻常用字母R表示，其基本单位是Ω，kΩ和MΩ，它们之间的换算关系为。1MΩ=1000kΩ，1kΩ＝1

2、000Ω．实验室常用的电阻有固定电阻值的定值电阻，包括碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻等，还有组值可变的电阻，包括电阻箱、电位器和滑线变阻器等．（l）定值电阻．①碳膜电阻．在圆柱形瓷管上覆盖一层具有一定导电能力的碳膜，在柱体两端连出引线，即构成碳膜电阻．它具有稳定性好、噪声低、阻值范围宽等优点。②金属膜电阻．它的外形结构与碳膜电阻类似，不同的是它采用合金粉真空蒸发制成，以金属膜为导电层，表面涂以红色或棕色保护漆．它比碳膜电阻性能优越，具有精度高、稳定性好、噪声低、阻值范围定、耐热性能好等优点，而体积只有碳膜电阻的l/2。③线绕电阻．它用镍络丝、锰铜丝或康铜丝绕在瓷管上制成，外表涂

3、以釉或酚醛作为保护层，颜色有黑、棕、灰、蓝色等．除了前两种电阻的优点之外，它还具有功率较大的特点。④定值电阻的主要规格包括：（a）标称阻值，即生产电阻时给出的批量电阻阻值。同时给出阻值的误差范围，有时标在电阻表面（例如1kΩ±5％）．（b）额定功率，即在长时间工作而不损坏或改变其性能的前提下，电阻允许消耗的最大功率。额定功率取决于电阻的几何尺寸和表面积，常用的有1/8W，1/4W，1/2W，1W和2W。使用定值电阻时，应根据电路要求选取合适的电阻．除了考虑阻值满足要求之外，还应根据电路的最大电流进行估算，确定电阻的功率．（2）电阻箱．电阻箱的阻值准确且变化范围大，实验中常作为阻

4、值可变的标准电阻使用。①电阻箱的结构．电阻箱由一系列锰铜线绕成的标准电阻串联而成．图11-1（a）为一种六钮电阻箱的照片图，其内部连线方法如图11-l（b）所示．（a）图11-1（b）电阻箱的调节旋钮采用十进制步进方式．每个旋钮标有数字0～9，各旋钮下方分别标出×0.1、×1、×10、×100、×1000、×10000，当每个旋钮的数字对准其倍率标志时，先用数字乘以培率的电阻值，再将各旋钮阻值相加，即为电阻箱当前阻值如图11-1（a）所示的电阻值为总电阻为：3×0.1+4×1+5×10+6×100+7×1000+8×10000=87654.3(W)。②电阻箱的主要规格包括：（a

5、）最大电阻如图11-l所示的六钮电阻箱的最大电阻为99999.9Ω。（b）额定功率这是指组成电阻箱每个标准电阻的额定功率．一般电阻箱的额定功率为0.25W，可以由它计算额定电流．例如，在使用100W的电阻时，电阻箱允许通过的最大电流为六钮电阻箱的各挡容许通过的电流数值如表11．1所列表11.1六钮电阻箱的各挡容许通过的电流旋钮倍率×0.1×1×10×100×1000×10000容许负载电流/A1.50.50.150.050.0150.005(c)阻值误差电阻箱的阻值误差包括两部分：等级误差和接触电阻．等级误差即电阻箱的准确等级，一般分为0.02、0.05、0.1、0.2等，它表

6、示电阻值的相对百分误差，如图11-1所示的电阻箱的等级误差为0.1级．当电阻为87654.3Ω时，由电阻箱等级带来的误差为87654.3Ω×0.1%≈87.7Ω.另一类误差是调节旋钮时的接触电阻，对不同级别的电阻箱，接触电阻的标准亦不同．例如，0.1级电阻箱规定每个旋钮的接触电阻不得大于0.002Ω。在使用较大阻值时，接触电阻带来的误差可以忽略；但是在使用较小电阻时，这部分误差却不容忽视．对于如图11-1所示的六钮电阻箱，当阻值为0.50Ω时，接触电阻所带来的相对误差为6×0.002Ω／0.5Ω=2.4％！为此，电阻箱增加了小电阻接线柱．图中的电阻箱有四个接线柱：0，0.9Ω，

7、9.9Ω，9999.9Ω，其中0与其余三个接线柱分别构成三种不同的电阻调整范围，可根据需要进行选择．当用值为0.5Ω时，使用0和0.9接头，电流只经过×0.1Ω这个旋钮，接触电阻就可小于0.002Ω，带来的误差大大减小．③电阻箱的使用．电阻箱能提供可调的准确阻值，但是由于额定功率较小，在电路中一般用做标准电阻或负载电阻．使用前应注意核算，避免因过大电流通过而损坏电阻箱．使用时，如果需要减小电阻箱的阻值而换用低位电阻（如将1kΩ减小为900Ω），应先断开电路电源，将低位（×100）电阻增加为9