电工电子教学中万用表的应用

唐正林　王建华

【摘要】对高职非电专业的学生来说，学习电工电子课程是比较难的。要激发学生的学习兴趣，教师可充分利用万用表测量结果辅助教学，还可把万用表测量的原理作为理论教学的案例使用。

【关键词】万用表 电工电子 教学 应用

电工电子课程属于非电专业的基础课程，含电工技术和电子技术两部分，虽然都是基础内容，但涉及知识面较广，各知识点之间关联性不大，因而对高职非电专业的学生来说，学习难度还是比较大的。在电工电子教学中，若理论知识内容遵循“够用”为原则，以实践应用为出发点，在实践基础上适当深入，并利用实践环节激发学生的学习兴趣，让学生能主动参与学习的话，该课程学习可达到事半功倍的效果。本文以目前最常用的数字万用表为例，浅析万用表在电工电子教学中的相关应用。

一、认识万用表面板

识读简单电路是电工电子课程学习中要学会的一个基本技能，而电路是由电器元件的图形符号和文字符号组成的，因此电工电子的入门内容即是要记住常用电器元件的符号。学会万用表使用的第一步就是要熟悉面板上相关符号含义，以便选择红黑表笔的插孔，选择转换开关的位置。教学中如有不同型号的万用表，可让学生在识读一只万用表面板基础上再识读其它的，并叙述万用表如何使用。另外，在万用表测量电流的插孔处还标注读了最大可测电流、是否有保险等，这是在使用万用表电流测量时要注意的问题。通过万用表面板的认识，让学生明白电器元件符号的意义，养成观察仪表面板的习惯。

二、电压、电流测量的应用

1、直流电压测量的应用

给学生1.5V、9V的电池，告知安全电压的定义，让学生使用不同直流电压档进行测量。结合学生测量的结果，有正的、负的数值，引导学生分析原因，讨论电压参考方向和实际方向的关系；数字万用表上若显示为“1.”或“OL”（型号不同），则表明测量值大于所选量程，应加大量程后再测量；大量程测量小信号会使测量误差加大，由此介绍仪表精度定义。再让学生使用交流电压档测量电池电压，结果为0。

2、交流电压测量的应用

第一次测量220V交流电压，为安全起见，最好在教师监督下进行。让学生3人一组，选择转换开关的位置，选择红黑表笔插孔位置，由教师检查后再对插座电压进行测量。测量中有的学生会问及电压有无正负之分，可让学生交换表笔测量两次。再让学生用直流电压档测量插座电压，结果为0。此交流电压的测量，相关理论是正弦交流电压的定义，交流电的三个要素。用电高峰和用电低谷测量交流电压值的不同，相关理论是电源的电压源模型。结合使用交流电压档测直流、直流电压档测交流的结果均为0的事实，可绘制一个含有交直流成份的波形图，让学生说出使用交直档的测量结果，让学生加深直交流测量的区别。另外，在整流电路的分析结论中，可介绍使用万用表测量交流电压时要求电压频率为50Hz左右的原因，启发学生选用交直流电压档对整流电路进行测量。

3、电流测量的应用

交流电流和直流电流的测量区别类似于交直流电压，但电压测量一定要把表并联在被测量的两端，电流测量一定要把表串联在电路中。个别学生在测量电池电压时选择的是电流量程，测量结果显示为“1.”或“OL”，而此时电池外壳温度有明显的上升。此问题相关理论是电压表内阻和电流表内阻的不同，串联和并联的不同，短路电流和开路电压的定义。

还可以利用该表的20A档测量电池的短路电流，即将两表笔直接接在电池两端。切记时间绝对不要超過1秒！注意：此方法只适用于干电池，5号，7号充电电池，且初学者要在熟悉维修的人员指导下进行，切不可自行操作！根据短路电流即可判断电池的性能，在同种电池满电的情况下，短路电流越大越好。

三、电阻、线圈和电容测量的应用

给学生一些色环电阻、金属电阻，让学生识读电阻值的大小，再用万用表测量自身人体电阻，测量给定电阻。从人体电阻的大小可联想到安全电压及触电问题，还可扩展讨论电阻测量中可以用手接触电阻，但不要把手同时接触电阻两端的原因。使用电阻档时需要学生明白万用表等效为电压源和内阻串联，不同档位时等效的内阻不同。在放大电路带负载时，对负载而言，放大电路就等效为信号源与内阻串联。万用表电阻档的等效和放大电路的等效是相通的，只不过一个是直流电源，一个是放大了信号源。

使用电阻档测量小型变压器绕组、继电器线圈、电机绕组时，只能测量出其直流电阻。相关理论是绕圈等效为电阻和电感的串联，电感的感抗、在直流电路中的等效问题。

通过对电容的测量，可让学生识别电解电容的正负脚，识读电容的标称值和耐压值等，相关知识还有电容的充放电速度问题。

四、二极管和三极管测量的应用

利用数字万用表的二极管档位，可测量出二极管的正向导通电压，反向偏置时显示屏显示“1.”或“OL”则为正常，由此可判断二极管的好坏，相关理论就是二极管的单向导电性。

测量三极管时要先利用二极管档位测量并判断出三极管的基极和类型，再利用万用表的“hFE”档来测量三极管的直流放大倍数β。在档位旁有一排小插孔，分别对应PNP和NPN管的测量。前面已经判断出管型，将基极插入对应管型“b”孔，其余两脚分别插入“c”，“e”孔，此时可以读取数值，即β值；再固定基极，其余两脚对调，再读取数值。比较两次读数，读数较大的管脚位置与表面“c”，“e”相对应。此测量相关理论是三极管的结构、作用和三极管的放大电路。

综上所述，在电工电子教学中除了将万用表作为测量仪表使用外，还可充分测量结果辅助教学，万用表测量的原理也可作为理论教学的案例使用。

参考文献：

[1]汽车电工与电子技术基础[M].北京：机械工业出版社，2010.