這是一個顯示 三用電表 內部構造、原理 與 使用的 物理動畫程式。

以下圖案中顯示的是 常用三用電表簡化的實際內部線路圖與一個簡單待測線路 。

本動畫所顯示電表內部的檢流計 為 滿刻度 50uA（微安 10^-6A)，本身內電阻為 2kΩ。

使用說明：你可以選擇三個基本功能：

首先 由頂端選項選取測量模式：量電壓（伏特計）、電流（安培計）或電阻（ 歐姆計）。

然後 利用頂端最右邊選項 選取適當範圍，程式將顯示 電表內線路 連接方式。

電阻所用單位為 kΩ（千歐姆），電壓所用單位為 V（伏特）。

右下角同時顯示 待測線路 與 電表的等效電路。

你可以改變 電源電壓與 待測電阻值。

在待測線路 電源與電阻處，利用滑鼠更改數值。
按右鍵一下則數值將減少，按左鍵一下則數值將增加。

若快速按兩下 則改變數值的 『改變量』。試一試 便知道！
 

若按下滑鼠鍵超過1秒鐘，則 電源電壓或待測電阻值 將每0.5秒自動連續變化，
    直到放開滑鼠鍵。
也可以利用上方空格 輸入所正要改變的參數。
 
紅色與黑色的粗線段分別代表電表的 紅色與黑色接線。

按下左上方的 OFF 按鈕， 將會連接電表到 線路上 進行測量。

儀表指針將 停到 適當位置。（按鈕改顯示 ON 表示連接）

若是你所預設的量測範圍不對，將會燒斷線路。（按鈕將調回自動 OFF）
 

紅色接頭旁 白底中綠的短線 表示 保險絲。（實際電表將稍壞或毀損電表）
調製 適當範圍後，重新連接。

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1. 當伏特計使用 測量電壓 Mode: Voltage VR
 

使用 三用電表 量測電壓（伏特計）時，需將 電表與 待測電壓兩端並聯。

（並在一起才能知道 兩端的 電位差 — 電壓）

電阻 R 與 R2 串聯後接上 電源。R2僅能藉由滑鼠改變數值。

本動畫將測量 電阻 R 兩端的電壓（也就是 電源V 在電阻R上的分壓）。

等效電路內最右邊數值顯示 三用電表的內電阻。

若待測體兩端電阻與 三用電表內電阻接近時，三用電表將影響原有的線路。

理想的電表 內電阻需 無窮大（不可能的），實際電表的內電阻約 20kΩ/V。

也就是 當滿刻度是 10V時，電表內電阻為 200kΩ，依此類推。

接通時將顯示在 R 兩端的電壓（分壓）。
 

2. 當安培計使用 測量電流 Mode: Current IR
 
使用 三用電表 量測電流（安培計）時，需將 電表與 待測線路串聯。

（串在一起才能量出 通過的電流）本動畫將量測 待測線路的電流。

理想的電流計內電阻 應該為零。

等效電路 內顯示 檢流計 所並聯的電阻，通常均很小。

接通後會在紅色接頭上端顯示 電流值。
 

3. 當歐姆計使用 量測電阻 Mode: Resistor R
 
使用三用電表量測電阻時，由於電阻是 『被動元件』無法驅動電表流動，

因此由 電表內部提供 電池（3V + 9V)。

% 刻度表示 無窮大 ∞

物理解說：

三用電表基本上是 利用一檢流計 組合後 而成。

本動畫所顯示電表內部的檢流計 為 滿刻度 50uA（微安 10^-6A)，本身內電阻為 2kΩ。

若是想量測 比 50uA更大的電流，則將檢流計 並聯一 較小電阻。

例如 並聯 2kΩ/9 的電阻則線路 總電流 將為 10倍，滿刻度變成 0.5mA。

實際線路則將 檢流計 先串聯一電阻 後，再並聯 一小電阻。
 

想一想 為何如此做！有何作用呢！
請注意：當連接至 歐姆檔時，黑色接線端 電位 較 紅色接線端 高。
 
不信用另一個電表 的電壓檔 量量看！

藉由線路 想一想為什麼？（提示：檢流計 電流方向需一致）

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請特別留意 電表的內電阻，這是一般人使用時常會忽略的。

當 電表的內組與待測元件 接近時，將 影響線路的 導通。

量到的已經不是 未接上 電表時 的數值。

左上方 Rm勾選格（預設為勾選）便是考慮 電表的內電阻，
    若未勾選，則假設電表阻抗為無限大（或忽略電表阻抗）。
教學時 可以比較兩者的差異，若負載阻抗與電表阻抗越接近則相差越大。

例如 ：兩個 200kΩ 的電阻串聯 ，並皆至 8V 的電源。
 

每一個 200kΩ 電阻的電壓應該為 4V。

但是 利用三用電表的伏特計檔 量 其中一個 R=200kΩ 的電壓時，

由於 電表的內電阻 在 10V 滿刻度檔時也是 200kΩ。

結果 電阻變成 100kΩ 與另一 200kΩ 串聯。

結果所量到的電壓將僅有 8*100/(100+200)=8/3 =2.66伏特。

歡迎批評指教！ 電子郵件 ： 請按 hwang@phy03.phy.ntnu.edu.tw

作者：國立台灣師範大學 物理系 黃福坤

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