欧姆表内部电路结构和换挡原理的分析

欧姆表的原理及使用嘿，同学们！今天咱们来好好聊聊欧姆表这个有趣的家伙。

还记得我之前去参加一个电子设备维修的活动，遇到了一个特别棘手的问题。

一台旧收音机出了故障，声音时有时无。

我打开一看，发现可能是电阻出了问题。

这时候，欧姆表就派上大用场啦！先来说说欧姆表的原理。

简单来讲，欧姆表就是测量电阻的工具。

它是基于闭合电路的欧姆定律工作的。

你看，电池、表头、调零电阻、测量电阻等等这些元件组合在一起，就构成了欧姆表的核心部分。

当我们测量电阻时，电流会在电路中流动。

如果电阻大，电流就小；电阻小，电流就大。

表头根据电流的大小来显示电阻的数值。

那欧姆表怎么使用呢？第一步，机械调零不能忘。

就像咱们出门前要整理好衣服一样，把指针调到零刻度的位置。

然后选择合适的量程。

这可有点讲究，要是量程选得太大，测量就不精确；选得太小，可能会爆表哦！比如说，我们要测量一个大概几百欧姆的电阻，要是一开始选了个最大量程是几千欧姆的，那指针可能只偏一点点，读数误差就大啦。

所以要先大概估计一下电阻的大小，选个合适的量程。

测量的时候，要把电阻从电路中取下来，单独测量。

两只表笔紧紧地接触电阻的两端，眼睛盯着表头，读取数值。

再跟你们说个有趣的事儿。

有一次我在家里修台灯，怀疑是灯泡旁边的一个小电阻坏了。

我拿出欧姆表，小心翼翼地测量，心里还挺紧张，生怕修不好。

结果一测，还真发现电阻的值不对，换了个新的，台灯立马就亮啦！还有哦，使用完欧姆表，一定要把量程开关拨到交流电压的最大量程位置，不然下次用的时候可能就出错啦。

总之，欧姆表虽然看起来有点复杂，但只要咱们掌握了原理和使用方法，它就能成为我们解决电路问题的好帮手。

就像我那次修好收音机和台灯一样，那种成就感，简直太棒啦！希望同学们也能熟练运用欧姆表，去探索更多电学的奥秘！。

万用表欧姆挡的内部结构作者：郭旺来源：《物理教学探讨》2009年第05期欧姆表测量电阻较之伏安法测电阻更快捷、简便，用多用电表电阻挡测量电阻和探测电学黑箱是高考中的重要内容。

欧姆表是根据闭合电路欧姆定律的原理制成的，它的原理图如图1所示，图中电流表G内阻为，满偏电流为，调零电阻为R，电池的电动势为E，内阻为r。

红黑两表笔短接调节R进行欧姆调零，使电流表G指针满偏，有内(1)其中内＝R为欧姆表的内阻。

当两表笔间接有待测电阻时电流表的示数为，则有内由式(1)和(2)得到-内(3)只要将电流刻度按照式(3)的规律改换成电阻的标度，就可以直接用来测量电阻了。

当时，有内，可见表盘中间刻度，即中值电阻等于内部电阻内，并且用它来表征欧姆表的测量范围。

1 为什么换挡未经调零之前短接表笔指针还在电流满偏附近例如，浙江台州电表厂制造的J0411电表，中间刻度为40Ω，选择×1挡对应内阻为40Ω；选×10挡对应内阻为400Ω。

当选×1挡调零结束（短接红黑表笔调节R使指针指在电流表满偏处，即欧姆零刻度线处）后换在×10挡再短接红黑表笔，此过程电源电压没变，但内阻增为原来10倍，由（1）式知指针应指在处，而实际上还指在满偏附近。

这是怎么回事呢？实际上，多用电表电路并不像图1给出的那么简单，以浙江台州电表厂制造J0411为例，电阻挡其内部电路应该为图2所示。

为了解决问题方便，将电阻挡实际电路（除去×1k挡）等效为如图3所示电路，、、R为定值电阻，是用电位器代之的可调电阻，即调零电阻。

、、为可选择的定值电阻且＜＜。

电源电动势为E(1.5V)，内阻为r。

当选择开关置于×1挡时，如图3所示，电表内部接入电路为和虚线框中电路并联，将表笔短接通过调节使电流表满偏。

当选择开关置于×10挡时，电表内部电路为和虚线框中电路并联，虽然＞，但虚线框两端电压大小基本不变，同时虚线框中的电路也不变，因此再次短接红黑表笔，电流表的电流变化很小。

什么是欧姆表？一、欧姆表的定义与原理欧姆表，又称电阻表，是一种用于测量电阻的仪器。

它通过测量电流和电压的关系，来确定电路中的电阻值。

欧姆表的原理基于欧姆定律，即电流等于电压与电阻的商。

根据这一原理，欧姆表可以准确地测量电路中的电阻。

二、欧姆表的结构与工作原理1. 仪表结构欧姆表通常由表盘、指针、量程选择开关和电源开关等组成。

表盘用来显示电阻值，指针则显示当前测量结果。

量程选择开关可以调节欧姆表的测量范围，以适应不同电阻值的测量。

电源开关用于控制欧姆表的工作状态。

2. 工作原理当欧姆表与待测电路相连接时，电流会通过欧姆表的表线。

欧姆表内部会将电流经过一系列精密的电路进行放大和处理。

之后，经过放大和处理的电流会导致指针相应地移动，通过指针的位置，我们可以直接读取出电阻值。

三、欧姆表的应用与优势1. 应用领域欧姆表在电子、电力、通信等领域得到广泛应用。

在实验室和工程中，欧姆表用于电路故障排除和电阻值测量。

在电力系统中，欧姆表被用于判断电线的连接质量和电器设备的工作状态。

在通信领域，欧姆表可以用于测量线路上的信号强度和电阻。

2. 优势欧姆表具有测量范围广、精度高、易于操作等优势。

它可以直接读取电阻值，无需进行复杂的计算，操作简单方便。

另外，欧姆表的测量结果也相对稳定，准确度较高，可以满足各种实际应用需求。

四、使用欧姆表的注意事项1. 正确接线在使用欧姆表进行测量时，需要注意正确接线。

电路中的电流应通过欧姆表的表线，以确保准确的测量结果。

2. 选择合适的量程在测量电阻时，需要选择合适的量程。

如果电阻值超出了欧姆表的量程范围，将会导致测量结果不准确。

3. 防止过载在测量大电阻时，需要注意防止过载。

过高的电阻值会造成电流过小，无法使指针偏转，从而无法得出准确的测量结果。

通过以上介绍，我们对欧姆表的定义、原理、结构与工作原理、应用与优势以及使用注意事项等方面有了初步的了解。

欧姆表作为一种常用的电阻测量仪器，在各个领域中发挥着重要的作用。

考点19 欧姆表欧姆表(选修3-1第二章：恒定电流的第八节多用电表的原理)★★★○○○○1、欧姆表：电流表改装成的能够测量导体的电阻，并能直接读出电阻数值的仪表。

2、欧姆表原理（1）构造：如图所示，欧姆表由电流表G 、电池、调零电阻R 和红黑表笔组成．欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联． 外部：接被测电阻R x .全电路电阻R 总＝R g ＋R ＋r ＋R x .（2）工作原理：闭合电路的欧姆定律I ＝xg R r R R E+++.则被测电阻R x =IE－（R g +R+r ），由于R x 与电流I 不成正比例，故欧姆表的刻度值是不均匀的。

1、红黑表笔的接法：由于电流表的上端接电源的负极，故它对应的是负接线柱，即B 是黑表笔；电流表的下端接电源的正极，故A 端对应的是红表笔。

2、刻度的标定：红黑表笔短接（被测电阻R x ＝0）时，调节调零电阻R ，使I ＝I g ，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零．①当I ＝I g 时，R x ＝0，在满偏电流I g 处标为“0”．（下图甲） ②当I ＝0时，R x →∞，在I ＝0处标为“∞”．（下图乙）③当外电路接某一电阻后，其电流表的指针如图丙所示，直接读数就是被测电阻的大小。

④当I ＝2g I 时，R x ＝R g ＋R ＋r ，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻．3、欧姆表的读数（1）为了减小读数误差，指针应指在表盘13到23的部分，即中央刻度附近．（2）除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读． （3）电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积．例：关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法正确的是( ) A. 接表内电源负极的应是黑表笔B. 换挡后，都要重新调零，使指针指到满刻度C. 表盘刻度是均匀的D. 表盘刻度最左边表示电阻阻值为0 【答案】B1、如图所示为多用电表电阻挡的原理图，表头内阻为R g ，调零电阻为R 0，电池的电动势为E ，内阻为r ，则下列说法中错误的是( )A. 它是根据闭合电路欧姆定律制成的B. 接表内电池负极的应是红表笔C. 电阻挡对应的“∞”刻度一般在刻度盘的右端D. 调零后刻度盘的中心刻度值是r ＋R g ＋R【答案】C2、（甘肃省天水市一中2020学年高二上学期第一阶段考试）一个用满偏电流为3mA 的电流表改装而成的欧姆表，调零后用它测500Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间，如果用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA 处，则被测电阻的阻值为（ ）A. 2000 ΩB. 15000ΩC. 1000 ΩD. 500 Ω 【答案】C【精细解读】因测量500Ω电阻指针指在刻度的中间，则中值电阻为500Ω，则其内阻为500Ω．电池的电动势为Ig×R 内=3×10×3×500=1.5V，再由EI R R =+测内可求得R 测；根据中值电阻定义可知欧姆表内阻500R =Ω内，则3310500 1.5E Ig R V -=⨯=⨯⨯=内，再由EI R R =+测内，得1000ER R I=-=Ω测内，则C 正确． 3、2020年埃博拉疫情在世界部分地区爆发，为了做好防范，需要购买大量的体温表，某同学想自己制作一个金属温度计，为此该同学从实验室找到一个热敏电阻，并通过查资料获得该热敏电阻的阻值R 随温度t 变化的图线如图甲所示。

测量电路用来把多种被测物理量转换成适合表头工作的直流电压或电流。

转换开关实现对不同测量电路的选择及同一物理量不同量程的切换，以适应多种测量的需要。

它的基本结构是由一只磁电系微安表头、若干附加的分流、分压电阻组成的测量电路及转换开关所组成。

指针式万用表是实验室中常用的测量仪器，也是电工维修人员的必备工具。

而它的欧姆档在实验和设备维修中使用频繁，用万用表的欧姆档测量待测电阻、探测黑箱子问题、进行电路故障分析也是高中物理的重要知识点之一。

了解万用表的内部电路结构对正确使用万用表，以及分析影响测量结果的因素也是非常重要的。

1 万用表欧姆档测量电阻的原理用万用表欧姆档测量电阻的依据是欧姆定律，其原理如图1所示。

图1 万用表欧姆档测量电阻的原理测量电路是由直流电源、电流表、限流电阻和被测电阻组成。

根据欧姆定律，被测电阻X R 为：0X g XER R R I =−−(1)其中：g R ——表头内阻； 0R ——限流电阻。

显然被测电阻X R 越大，线路电流X I 越小，线路电流X I 即可间接反映出被测电阻X R 的值。

电路中，限流电阻的作用是，当X R ＝0（测试端短路）在电路中，欧姆表的刻度盘具有反向、不均匀的刻度特性。

当X R ＝0时，指针满度；当X R 趋于无穷大时，指针零偏转；而X R 为从0到∞之间的任何值时，指针对应的刻度都包含在上述范围之内。

在电流接近零时，X R 的变化对X I 的影响较小，刻度盘上刻线比较密，分度值也比较大。

当被测电阻等于0g R R 和之和时，即0X g R R R =+时，由（1）（2）式可得，/2X g I I =，这时，表头指针恰好指在刻度盘中心位置，因而将此阻值称为中值电阻m R 。

显然，中值电阻越小，表盘右半部分的分度值就越小，因此使用欧姆表测量电阻时，主要用分度盘的右半部分和中心附近。

不失一般性，下面我们以R ×100、R ×10和R ×1的万用表的欧姆档为例分析其内部电路。

对多用电表欧姆档的内阻及欧姆表原理图的探讨在学习了高中物理第二册[1]“欧姆表原理”之后，不少学生根据课本上给出的的欧姆表原理图和老师讲解的“半偏法”，关于多用电表欧姆挡的内阻推出了下述两个互相矛盾的结论。

结论一、欧姆表由低档位转换到高档位时，内阻变小在应用欧姆表测电阻时，首先选择×10倍率档，将表笔短接进行欧姆调零后，表头满偏；然后转换到×1k 倍率档，将表笔短接，在进行欧姆调零前发现指针超出了最大刻度（满偏值），即通过表头的电流大于其满偏电流。

根据课本上给出的的欧姆表原理图（图1）结合欧姆定律可得：R 内=E/I,I 变大，说明R 内变小。

由此得出了结论一。

结论二、欧姆表由低档位转换到高档位时，内阻变大选择好某一档位，直接将表笔短接调好零，此时流过表头的电流等于它的满偏电流I g ,有：内R EI g =；在此状态下，将一电阻R x 接入表笔间，Rx R E I +=内,有=g I I xR R R +内内，当内R R x =时，2g I I =，即指针指到刻度盘中央，此时的x R 叫作中值电阻。

由上述分析可知，欧姆表在某一个档位时的内阻就等于这一档位的中值电阻值，这就是我们常说的“半偏法”。

这两种推理过程都没有问题，但得出了不同的结论，到底是怎么回事呢？鉴于物理学科实验性强的特点，本着科学严谨的态度，我动手查阅了各种资料，并亲自拆开了一个万用电表研究其内部电路，形成了自己的一些观点，现拿出来与各位同行商讨。

首先肯定一点：用半偏法确定万用电表欧姆档各档位的内阻是绝对正确的，即倍率大的档位对应的内阻肯定大，倍率小的档位对应的内阻值小。

那么为什么会出现结论一所述的现象呢？笔者认为教学用书及多数参考书上给出的欧姆表原理图有不足之处：它很容易让人误认为流过表头的电流就等于流过干路的电流，因此，结论一的得出的也是“有据可依”的。

那么，欧姆表的内部结构是什么？其内阻究竟是由哪几部分组成呢？下面是MF--16型多用电表的欧姆档部分的电路图（图2）。