谈谈万用表中电阻挡教学的几个问题
潘爱民
摘 要： 万用表是一种多用途的携式电工仪表，不仅可进行交直流电压、电流及电阻的测量，利用电阻挡的功能还可以对元器件的好坏进行判断，所以在电气设备的安装、维修和线路检查等工作中应用极为广泛，高职院校工科类的学生必须学会使用万用表。
关键词： 万用表；电阻挡；欧姆定律
万用表是一种多用途的携式电工仪表，不仅可进行交直流电压、电流及电阻的测量，利用电阻挡的功能还可以对元器件的好坏进行判断，所以在电气设备的安装、维修和线路的检查等工作中应用极为广泛，但在应用万用表电阻挡时，从操作到读数，都与电压挡和电流挡的操作和读数有所不同，学生难以理解，常常会提出下列几个问题，这些问题根据欧姆定律从电阻表的内部电路原理图来进行解析，将对掌握电阻挡的使用起到事半功倍的作用。
(1) 该3-面为(3,3,7)-面,由R2.1和R3.3得3-面和面上的3-点最多从7-点拿走的权值为
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一、 电阻挡的刻度为什么是不均匀分布且反向标刻
图1
万用表电阻挡(欧姆挡)实际是一只多量程的欧姆表，欧姆表的内部工作原理依据是物理学中的欧姆定律，所以测量时的原理图如图1所示，图中电源E 为干电池。电源、表头和串联电阻R 为固定值。被测电阻为R x 接在a 、b 端钮，与表头并联的电位器R 0是调零电阻(这个调零电阻仅在万用表的电阻挡起作用)，R C 是表头内阻。根据欧姆定律，图中的电流I 为
(1)
为了能测量各种阻值的电阻，电阻表要制成多量程的，一般万用表中的电阻挡有R ×1、R ×10、R ×100、R ×1K、R ×10K等。当被测电阻增加后，电路的电流将减少，为了不影响表头的灵敏度，要保证流过表头的电流不变，则流过和表头并联的分流电阻的电流就要减少，由于流过电阻的电流是和其阻值成反比，则和表头并联的分流电阻值要增大，所以电阻量程的改变通常采用如下方法：
1. 用欧姆挡测电阻时，每次换挡后和测量前都要重新调零。
二、 为什么电阻表标度尺的中心值(中值电阻)等于欧姆表的总内阻
从测量电阻的原理中可知，在测量电阻时必须注意以下几个问题：
三、 电阻值的读数为什么要乘以电阻挡的倍数
由于R 、R 0、R C 都是固定的，电路中的电流大小取决于被测电阻R x 。当R x =∞(相当于a 、b 两端钮间开路)时，电流I =0，指针不产生偏转，停在机械零位上，这时指针表示电阻最大；当R x =0(相当于a 、b 两端钮间短路)时，电流I 最大，指针应指向电流满偏刻度上，这时指针又表示欧姆零值，也就是电阻值大小的表示和电流值大小的表示相反，由此可见，电阻表的标度和电流表的标度是相反的，即反向标刻，由于电流I 和R x 是非线性关系，所以电阻表的刻度是不均匀的。
图2
保持电池电压不变，通过增大表头的分流电阻来改变电阻量程，其原理如图2所示。图中R 3、R 4、R 5、R 6组成闭合式分流器，使电阻挡分为R ×1、R ×10、R ×100、R ×1K、R ×10K四档，低阻挡用小的分流电阻，高阻挡用大的分流电阻，即R ×1挡的分流电阻是R 3，R ×10挡的分流电阻是R 3+R 4…，当被测电阻R x 的阻值增大时，转换开关接到高阻挡，这时虽然整个电路的电流因R x 的增大而减小，但由于分流电阻也相应增大，分流减小，保持流过表头的电流不变，而同一指针位置所表示的电阻值扩大相应的倍数，所以，被测电阻的实际值就等于标度尺上的读数乘以所用电阻挡的倍率(倍数)。
四、 为什么每次换倍率后都需要重新调零
电阻表的刻度是利用流入表头电流大小来标出(表示)电阻的大小，由
可见，对测量某R x 只有相同的总内阻(R 总内)，它们的刻度表示才完全相同，但根据电阻表内部原理图(二) 可知在R ×1、R ×10、R ×100量程之间转换时，电动势E 不变，而与表头并联的电阻值是不同的(相当于电流计改装为电流表，增大电流表的量程)，即电路内阻(R 总内)发生了变化，所以刻度表示数发生了变化，因此，每次转换倍率时都要重新调零，而且还要进行机械调零，即在欧姆表使用前，R x =∞时，回路中电流为零，指针应指在电流表的零刻度，若不在就要调整定位螺丝。
五、 测量使用的注意事项
由上面电流计算式子(1)可知，当R x =0时，电流最大，为满偏电流，这时电阻表回路中的电阻为
就是电阻表的总内阻；而当被测电阻R x 和电阻表的总内电阻相等时，由(1)式可计算出电流为最大值的一半，这时指针将指在标度尺中间。因此，电阻表标度尺的中心表示值就是欧姆表的总内阻值，通常又称为欧姆表的中值电阻。
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3. 测量电阻时，两手不能同时触及表笔的金属部分：因为如果两手同时触及表笔的金属部分，这时测出的值是人体电阻和待测电阻的并联值，而不是待测电阻的真实值，也就是测量有误差。
2. 合理选择量程，使指针尽可能在中间刻度附近。
4. 在测量电路中某元件的电阻时，一定要把测量元件与电路断开：因为如果不把待测元件与电路断开，测量到的也是待测元件与电路某部分的并联值，而不是待测元件的真实值。另外，闭合电路中存在电压，就会使通过表头中的电流瞬间增大，而烧毁电表。因此，要测电路中的电阻，必须把电阻元件拆下来测量，至少要拆下一端。
5. 在测量电阻时，不能在测量中换挡，否则会损坏万用表。如需换挡，应先断开表笔，换挡后再进行测量。
6. 万用电表使用结束后，应把选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡上：因为若还置于欧姆挡上，当再次使用万用表进行测量电压或电流时，忘记换挡将会烧毁电表。而置于交变电压最高挡，用交流电压最高挡，去测电流或电阻，只是测量无法进行，但不会烧毁电表。如果长期不使用，还要将万用表内部的电池取出来，避免电池漏电腐蚀表内其他器件。
参考文献：
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[5]孙学英.欧姆表十问[J].理科考试研究，2012(8).
作者简介：
潘爱民，副教授，广西壮族自治区河池市，广西现代职业技术学院。
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