電工電子教學(xué)中萬用表的應(yīng)用

唐正林　王建華

【摘要】對(duì)高職非電專業(yè)的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)電工電子課程是比較難的。要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可充分利用萬用表測(cè)量結(jié)果輔助教學(xué)，還可把萬用表測(cè)量的原理作為理論教學(xué)的案例使用。

【關(guān)鍵詞】萬用表 電工電子 教學(xué) 應(yīng)用

電工電子課程屬于非電專業(yè)的基礎(chǔ)課程，含電工技術(shù)和電子技術(shù)兩部分，雖然都是基礎(chǔ)內(nèi)容，但涉及知識(shí)面較廣，各知識(shí)點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)性不大，因而對(duì)高職非電專業(yè)的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)難度還是比較大的。在電工電子教學(xué)中，若理論知識(shí)內(nèi)容遵循“夠用”為原則，以實(shí)踐應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，在實(shí)踐基礎(chǔ)上適當(dāng)深入，并利用實(shí)踐環(huán)節(jié)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生能主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的話，該課程學(xué)習(xí)可達(dá)到事半功倍的效果。本文以目前最常用的數(shù)字萬用表為例，淺析萬用表在電工電子教學(xué)中的相關(guān)應(yīng)用。

一、認(rèn)識(shí)萬用表面板

識(shí)讀簡(jiǎn)單電路是電工電子課程學(xué)習(xí)中要學(xué)會(huì)的一個(gè)基本技能，而電路是由電器元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)組成的，因此電工電子的入門內(nèi)容即是要記住常用電器元件的符號(hào)。學(xué)會(huì)萬用表使用的第一步就是要熟悉面板上相關(guān)符號(hào)含義，以便選擇紅黑表筆的插孔，選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置。教學(xué)中如有不同型號(hào)的萬用表，可讓學(xué)生在識(shí)讀一只萬用表面板基礎(chǔ)上再識(shí)讀其它的，并敘述萬用表如何使用。另外，在萬用表測(cè)量電流的插孔處還標(biāo)注讀了最大可測(cè)電流、是否有保險(xiǎn)等，這是在使用萬用表電流測(cè)量時(shí)要注意的問題。通過萬用表面板的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生明白電器元件符號(hào)的意義，養(yǎng)成觀察儀表面板的習(xí)慣。

二、電壓、電流測(cè)量的應(yīng)用

1、直流電壓測(cè)量的應(yīng)用

給學(xué)生1.5V、9V的電池，告知安全電壓的定義，讓學(xué)生使用不同直流電壓檔進(jìn)行測(cè)量。結(jié)合學(xué)生測(cè)量的結(jié)果，有正的、負(fù)的數(shù)值，引導(dǎo)學(xué)生分析原因，討論電壓參考方向和實(shí)際方向的關(guān)系；數(shù)字萬用表上若顯示為“1.”或“OL”（型號(hào)不同），則表明測(cè)量值大于所選量程，應(yīng)加大量程后再測(cè)量；大量程測(cè)量小信號(hào)會(huì)使測(cè)量誤差加大，由此介紹儀表精度定義。再讓學(xué)生使用交流電壓檔測(cè)量電池電壓，結(jié)果為0。

2、交流電壓測(cè)量的應(yīng)用

第一次測(cè)量220V交流電壓，為安全起見，最好在教師監(jiān)督下進(jìn)行。讓學(xué)生3人一組，選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，選擇紅黑表筆插孔位置，由教師檢查后再對(duì)插座電壓進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量中有的學(xué)生會(huì)問及電壓有無正負(fù)之分，可讓學(xué)生交換表筆測(cè)量?jī)纱巍Ｔ僮寣W(xué)生用直流電壓檔測(cè)量插座電壓，結(jié)果為0。此交流電壓的測(cè)量，相關(guān)理論是正弦交流電壓的定義，交流電的三個(gè)要素。用電高峰和用電低谷測(cè)量交流電壓值的不同，相關(guān)理論是電源的電壓源模型。結(jié)合使用交流電壓檔測(cè)直流、直流電壓檔測(cè)交流的結(jié)果均為0的事實(shí)，可繪制一個(gè)含有交直流成份的波形圖，讓學(xué)生說出使用交直檔的測(cè)量結(jié)果，讓學(xué)生加深直交流測(cè)量的區(qū)別。另外，在整流電路的分析結(jié)論中，可介紹使用萬用表測(cè)量交流電壓時(shí)要求電壓頻率為50Hz左右的原因，啟發(fā)學(xué)生選用交直流電壓檔對(duì)整流電路進(jìn)行測(cè)量。

3、電流測(cè)量的應(yīng)用

交流電流和直流電流的測(cè)量區(qū)別類似于交直流電壓，但電壓測(cè)量一定要把表并聯(lián)在被測(cè)量的兩端，電流測(cè)量一定要把表串聯(lián)在電路中。個(gè)別學(xué)生在測(cè)量電池電壓時(shí)選擇的是電流量程，測(cè)量結(jié)果顯示為“1.”或“OL”，而此時(shí)電池外殼溫度有明顯的上升。此問題相關(guān)理論是電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻的不同，串聯(lián)和并聯(lián)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(cè)量電池的短路電流，即將兩表筆直接接在電池兩端。切記時(shí)間絕對(duì)不要超過1秒！注意：此方法只適用于干電池，5號(hào)，7號(hào)充電電池，且初學(xué)者要在熟悉維修的人員指導(dǎo)下進(jìn)行，切不可自行操作！根據(jù)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(cè)量的應(yīng)用

給學(xué)生一些色環(huán)電阻、金屬電阻，讓學(xué)生識(shí)讀電阻值的大小，再用萬用表測(cè)量自身人體電阻，測(cè)量給定電阻。從人體電阻的大小可聯(lián)想到安全電壓及觸電問題，還可擴(kuò)展討論電阻測(cè)量中可以用手接觸電阻，但不要把手同時(shí)接觸電阻兩端的原因。使用電阻檔時(shí)需要學(xué)生明白萬用表等效為電壓源和內(nèi)阻串聯(lián)，不同檔位時(shí)等效的內(nèi)阻不同。在放大電路帶負(fù)載時(shí)，對(duì)負(fù)載而言，放大電路就等效為信號(hào)源與內(nèi)阻串聯(lián)。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(gè)是直流電源，一個(gè)是放大了信號(hào)源。

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

通過對(duì)電容的測(cè)量，可讓學(xué)生識(shí)別電解電容的正負(fù)腳，識(shí)讀電容的標(biāo)稱值和耐壓值等，相關(guān)知識(shí)還有電容的充放電速度問題。

四、二極管和三極管測(cè)量的應(yīng)用

利用數(shù)字萬用表的二極管檔位，可測(cè)量出二極管的正向?qū)妷海聪蚱脮r(shí)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(guān)理論就是二極管的單向?qū)щ娦浴?/p>

測(cè)量三極管時(shí)要先利用二極管檔位測(cè)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(cè)量三極管的直流放大倍數(shù)β。在檔位旁有一排小插孔，分別對(duì)應(yīng)PNP和NPN管的測(cè)量。前面已經(jīng)判斷出管型，將基極插入對(duì)應(yīng)管型“b”孔，其余兩腳分別插入“c”，“e”孔，此時(shí)可以讀取數(shù)值，即β值；再固定基極，其余兩腳對(duì)調(diào)，再讀取數(shù)值。比較兩次讀數(shù)，讀數(shù)較大的管腳位置與表面“c”，“e”相對(duì)應(yīng)。此測(cè)量相關(guān)理論是三極管的結(jié)構(gòu)、作用和三極管的放大電路。

綜上所述，在電工電子教學(xué)中除了將萬用表作為測(cè)量?jī)x表使用外，還可充分測(cè)量結(jié)果輔助教學(xué)，萬用表測(cè)量的原理也可作為理論教學(xué)的案例使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]汽車電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.