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壞进行判断，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。

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Rx接在a、b端钮，与表头并联的电位器R0是调零电阻（这个调零电阻仅在万用表的电阻挡起作用），RC是表头内阻。根据欧姆定律，图中的电流I为

I=ERx+R+RCR0RC+R0

（1）

由于R、R0、RC都是固定的，电路中的电流大小取决于被测电阻Rx。当Rx=∞（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Rx=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Rx是非线性关系，所以电阻表的刻度是不均匀的。

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

由上面电流计算式子（1）可知，当Rx=0时，电流最大，为满偏电流，这时电阻表回路中的电阻为R+RCR0RC+R0，就是电阻表的总内阻;而当被测电阻Rx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。

三、 电阻值的读数为什么要乘以电阻挡的倍数

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：

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R3、R4、R5、R6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R3，R×10挡的分流电阻是R3+R4…，当被测电阻Rx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Rx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I=ERx+R总内可见，对测量某Rx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，Rx=∞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

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：

1. 用欧姆挡测电阻时，每次换挡后和测量前都要重新调零。

2. 合理选择量程，使指针尽可能在中间刻度附近。

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。

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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