電工電子教學中萬用表的應用

唐正林　王建華

【摘要】對高職非電專業的學生來說，學習電工電子課程是比較難的。要激發學生的學習興趣，教師可充分利用萬用表測量結果輔助教學，還可把萬用表測量的原理作為理論教學的案例使用。

【關鍵詞】萬用表 電工電子 教學 應用

電工電子課程屬于非電專業的基礎課程，含電工技術和電子技術兩部分，雖然都是基礎內容，但涉及知識面較廣，各知識點之間關聯性不大，因而對高職非電專業的學生來說，學習難度還是比較大的。在電工電子教學中，若理論知識內容遵循“夠用”為原則，以實踐應用為出發點，在實踐基礎上適當深入，并利用實踐環節激發學生的學習興趣，讓學生能主動參與學習的話，該課程學習可達到事半功倍的效果。本文以目前最常用的數字萬用表為例，淺析萬用表在電工電子教學中的相關應用。

一、認識萬用表面板

識讀簡單電路是電工電子課程學習中要學會的一個基本技能，而電路是由電器元件的圖形符號和文字符號組成的，因此電工電子的入門內容即是要記住常用電器元件的符號。學會萬用表使用的第一步就是要熟悉面板上相關符號含義，以便選擇紅黑表筆的插孔，選擇轉換開關的位置。教學中如有不同型號的萬用表，可讓學生在識讀一只萬用表面板基礎上再識讀其它的，并敘述萬用表如何使用。另外，在萬用表測量電流的插孔處還標注讀了最大可測電流、是否有保險等，這是在使用萬用表電流測量時要注意的問題。通過萬用表面板的認識，讓學生明白電器元件符號的意義，養成觀察儀表面板的習慣。

二、電壓、電流測量的應用

1、直流電壓測量的應用

給學生1.5V、9V的電池，告知安全電壓的定義，讓學生使用不同直流電壓檔進行測量。結合學生測量的結果，有正的、負的數值，引導學生分析原因，討論電壓參考方向和實際方向的關系；數字萬用表上若顯示為“1.”或“OL”（型號不同），則表明測量值大于所選量程，應加大量程后再測量；大量程測量小信號會使測量誤差加大，由此介紹儀表精度定義。再讓學生使用交流電壓檔測量電池電壓，結果為0。

2、交流電壓測量的應用

第一次測量220V交流電壓，為安全起見，最好在教師監督下進行。讓學生3人一組，選擇轉換開關的位置，選擇紅黑表筆插孔位置，由教師檢查后再對插座電壓進行測量。測量中有的學生會問及電壓有無正負之分，可讓學生交換表筆測量兩次。再讓學生用直流電壓檔測量插座電壓，結果為0。此交流電壓的測量，相關理論是正弦交流電壓的定義，交流電的三個要素。用電高峰和用電低谷測量交流電壓值的不同，相關理論是電源的電壓源模型。結合使用交流電壓檔測直流、直流電壓檔測交流的結果均為0的事實，可繪制一個含有交直流成份的波形圖，讓學生說出使用交直檔的測量結果，讓學生加深直交流測量的區別。另外，在整流電路的分析結論中，可介紹使用萬用表測量交流電壓時要求電壓頻率為50Hz左右的原因，啟發學生選用交直流電壓檔對整流電路進行測量。

3、電流測量的應用

交流電流和直流電流的測量區別類似于交直流電壓，但電壓測量一定要把表并聯在被測量的兩端，電流測量一定要把表串聯在電路中。個別學生在測量電池電壓時選擇的是電流量程，測量結果顯示為“1.”或“OL”，而此時電池外殼溫度有明顯的上升。此問題相關理論是電壓表內阻和電流表內阻的不同，串聯和并聯的不同，短路電流和開路電壓的定義。

還可以利用該表的20A檔測量電池的短路電流，即將兩表筆直接接在電池兩端。切記時間絕對不要超過1秒！注意：此方法只適用于干電池，5號，7號充電電池，且初學者要在熟悉維修的人員指導下進行，切不可自行操作！根據短路電流即可判斷電池的性能，在同種電池滿電的情況下，短路電流越大越好。

三、電阻、線圈和電容測量的應用

給學生一些色環電阻、金屬電阻，讓學生識讀電阻值的大小，再用萬用表測量自身人體電阻，測量給定電阻。從人體電阻的大小可聯想到安全電壓及觸電問題，還可擴展討論電阻測量中可以用手接觸電阻，但不要把手同時接觸電阻兩端的原因。使用電阻檔時需要學生明白萬用表等效為電壓源和內阻串聯，不同檔位時等效的內阻不同。在放大電路帶負載時，對負載而言，放大電路就等效為信號源與內阻串聯。萬用表電阻檔的等效和放大電路的等效是相通的，只不過一個是直流電源，一個是放大了信號源。

使用電阻檔測量小型變壓器繞組、繼電器線圈、電機繞組時，只能測量出其直流電阻。相關理論是繞圈等效為電阻和電感的串聯，電感的感抗、在直流電路中的等效問題。

通過對電容的測量，可讓學生識別電解電容的正負腳，識讀電容的標稱值和耐壓值等，相關知識還有電容的充放電速度問題。

四、二極管和三極管測量的應用

利用數字萬用表的二極管檔位，可測量出二極管的正向導通電壓，反向偏置時顯示屏顯示“1.”或“OL”則為正常，由此可判斷二極管的好壞，相關理論就是二極管的單向導電性。

測量三極管時要先利用二極管檔位測量并判斷出三極管的基極和類型，再利用萬用表的“hFE”檔來測量三極管的直流放大倍數β。在檔位旁有一排小插孔，分別對應PNP和NPN管的測量。前面已經判斷出管型，將基極插入對應管型“b”孔，其余兩腳分別插入“c”，“e”孔，此時可以讀取數值，即β值；再固定基極，其余兩腳對調，再讀取數值。比較兩次讀數，讀數較大的管腳位置與表面“c”，“e”相對應。此測量相關理論是三極管的結構、作用和三極管的放大電路。

綜上所述，在電工電子教學中除了將萬用表作為測量儀表使用外，還可充分測量結果輔助教學，萬用表測量的原理也可作為理論教學的案例使用。

參考文獻：

[1]汽車電工與電子技術基礎[M].北京：機械工業出版社，2010.