直流电压与直流电流的测量

一、学时分配

　　1学时。

　　二、实验目的

　　1.学会用万用表的直流电压档和直流电流档分别测量直流电压和电流。

　　2.学会用直流电压表、直流电流表分别测量直流电压和电流。

　　3.掌握串、并联电路的正确联接。

　　4.学会电压源及电位器的正确使用。

　　三、实验说明

　　1.连接电流表的特殊插头及插座介绍

　　测量电流时，电流表必须串接在电路中。用一个电流表测量几条支路的电流，可以借助于特殊插头、插座。话筒插头、插座常用来连接电流表，如图1-1(a)所示。电流表接在话筒插头的两脚上，它们之间有绝缘体l隔开；插座串接在电路中，由两块接触的弹簧铜片2和3组成。测量电流时，将插头插入插座中即可，如图1-1(b)所示。图1-1(c)是另一种连接电流表的插头、插座，由两脚插座和短接桥组成。测量电流时，将短接桥拔掉，电流表的表笔插入插座的两脚中，如图1-1(c)所示。测量完毕后，将电流表的表笔拨出，插入短接桥，如图1-1(d)所示。

(a)　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 　

(c)　　　　　　　　　　　　　　　(d)

图1-1连接电流表的特殊插头及插座

　　2.电路的接线方法

　　按照实验原理图，在实验板上连接电路。先连接串联元件，后连接并联元件。从电源一端开始，依次将元件、测量仪表和短接桥联接起来，最后终止于电源另一端。电流表应串联在支路中，电压表并联在被测支路的两端，并且注意它们的极性应与参考方向一致。要注意的是，连接电路时，应将电源关闭，等电路全部接好并检查无误后，打开电源开关。实验完毕拆除电路时，必须先关掉电源，再拆电路。

　　3.电压、电流方向的读取

　　从数字万用表上读取的数值前的正、负号是电压、电流的实际方向，但实验原理图中标出的是参考方向。如果万用表接入电路的极性与参考方向相同，那么万用表显示屏中的符号位不显示（正值），说明被测电压或电流的实际方向与参考方向相同；符号位显示“－（负值），说明实际方向与参考方向相反。

　　四、实验仪器和器材

　　1.直流电压源1台0~30V可调；1组+12V固定

　　2.数字万用表1块

　　3.直流电压、电流表各1块

　　4.电位器2只100Ω×1；1kΩ×1

　　5.电阻4只100Ω×1；330W×1；510W×1；1KW×1

　　6.短接桥和连接导线若干P8-1和50148

　　7.实验用9孔插件方板1块297mm×300mm

　　五、实验内容

　　1.串联电路电压、电流的测量

　　(1)连接线路

　　①将直流电压表连接到电压源的输出端钮上，打开电源开关，指示灯亮，根据实验要求调节输出电压为U=6V，关掉电源；

　　②将电位器的活动脚调到极限位置，使一个固定脚与活动脚之间的电阻最大；

　　③按图1-2(a)所示实验原理图接线。先不接电源线，从A点出发串接测电流用的短接桥，然后顺序串接电阻R1、R2和电位器R，最后接到E点，如图1-2(b)所示；

　　④将A点接到电压源的正极，E点接到负极。接线完毕。

　　(2)测量回路电流

　　将连接电流表插座的短接桥去掉，把电流表按图1-2（a）中给定的电流参考方向接入电路中，打开电源开关，测出回路电流I，记入表1-1中。

　　(3)测量各段电压

　　将电压表分别并联于各元件上，测出电压UAB、UBC、UCD、UDE、UEA的值，记入表1-1中。　　

(a)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)

图1-2串联电路电压、电流的测量

表1-1串联电路电压、电流的测量值

　　2.并联电路电压、电流的测量

　　(1)连接线路

　　①打开电压源的开关，根据实验要求调节电压源输出电压为U=10V，关掉电压源。然后将电压源、电位器R和电阻R1按图1-3（a）连接起来。

②先不连接电位器的C脚，将测电流I和的短接桥以及电阻R2接成串联，再将测电流的短接桥和R3接成串联，再并联在D、E两点，如图1-3（b）所示。

　　③将测电流I的短接桥的一个空端接到电位器的活动脚C端上，将E端接在B端上。检查联接线路，确认正确无误后打开电压源开关。

　　(2)调节电位器R，使C端输出6V电压

　　打开电压源，将电压表的红表笔接在C端、黑表笔接在B端，调节电位器改变C端的位置，使等于6V。

　　(3)测量各支路电流

　　按图1-3（b）给定的电流参考方向，分别将短接桥去掉，用电流表代替，测出各支路的电流，记入表1-2中。　　

(a)　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)

图1-3并联电路电压、电流的测量

表1-2并联电路电压、电流的测量值

　　六、实验注意事项

　　1.万用表、直流电流表和直流电压表使用前要明确测量对象，正确选择仪表量程并注意及时更换。在不知道被测量大小的情况下，应选择最大量程。

　　2.用电流表测量各支路电流时，应注意仪表的极性及数据表格中“＋、“－号的记录。

　　3.实验台面板上各控制旋扭，调节时不能超过刻度标志范围。

　　4.电压源输出应由小至大，逐渐增加，输出端切勿碰线短路，实验结束后稳压电源应该归到零位。

　　七、思考题

　　1.如将图1-2中电位器的活动脚由原来的一个极限位置向另一个极限位置移动时，电路中的电流I和电压将如何变化？

　　2.图1-3中，如并联电阻R2、R3的阻值很小，电位器的阻值又很大，调节输出电压时将会发生什么情况？

　　3.图1-3中，如已知电压源U的极性，用模拟万用表测量电流时，R2、R3支路的电流表反向偏转，应采取什么措施？按图中参考方向，、应是正还是负?

　　4.电流表的内阻大约是多少？电流表应如何连接于电路中？

　　5.电压表的内阻大约是多少？电压表应如何连接于电路中？

　　八、实验报告要求

　　1.整理各项记录并进行分析。

　　2.总结电压表、电流表和数字万用表读数的方法。

　　3.总结电压表、电流表和数字万用表的量程选择及接线测量时的注意事项。