電子領域提供了一套強大的工具，用于獲取準確的數值數據。而不是只說有是兩件事情（顏色，亮度，收費等）之間的差異，電子設備讓您精確測量有多大的差別。
電子和電荷
電子這個詞來源于“電子”。電子是具有負電荷的亞原子粒子。電荷的單位是庫侖。一個庫侖等于62.4億億（10 18）個電子的電荷。單個電子的電荷太小而無法在大多數電子設備中測量，因此科學家們使用庫侖作為描述電荷的更有用的方法。
萬用表
電子設備的基本輸出是電壓，電流和電阻。廉價且敏感的設備，稱為萬用表，可以測量其中的每一個。例如，如果您可以設計實驗輸出的方式為電壓，則可以使用萬用表獲取精確的數值數據。有關使用萬用表的更多信息，請參閱本網站“如何使用萬用表”。
電壓
電壓的定義是：測量電場在導體中產生電流的可能性。電場“推拉”電荷，所以如果你把電子放在電場中，它就會移動。帶電粒子的移動是電流（更接近電流低于）。關鍵點在于電壓是電場推動和拉動帶電粒子的程度的量度。電壓符號為V.
考慮一個帶有兩個D電池的簡單手電筒。每個D電池的電壓為1.5 V.通過將兩節1.5 V電池放在一起，總電壓等于3 V.此電壓足以為燈泡供電。打開手電筒時，電壓差會使電子流過燈泡，使其發光。電場提供能量以通過導線（電導體）和通過燈泡移動帶電粒子。
電壓可以是直接（DC）或交流（AC）。在直流電壓中，電壓不會交替。例如，如果您繪制9 V電池的電壓與時間的關系曲線，則您的直線值為9 V.交流電在正負極之間來回切換。如果您繪制交流電流與時間的關系圖，它將從正到負交替，通常以正弦波的形式。通過電池或其他電源向電路提供電壓。
當前
電流是在給定時間段內通過電路移動多少電荷的量度。在手電筒的情況下，通過燈泡的電流是在給定時間內流過燈泡的電荷量的量度。
電流的符號是I.電流單位的符號，安培，是A.安培的精確定義是：每秒流動一個庫侖產生的電流。使用“我”指的是當電流（如歐姆定律，下面討論）和“A”指的是在量的電流。
直流電流由直流電壓產生，交流電流由交流電壓產生。
抵抗性
電子響應電壓流過材料，產生電流。一些材料，如銅，具有非常低的電阻，因此電子自由流動 - 它們是良好的導體。一些材料具有中間電阻，例如用于制造晶體管的半導體。例如，半導體可能具有將導致電流流動的電壓的閾值。并且一些材料（例如橡膠）具有高電阻并且用作隔離電荷的絕緣體。
電阻符號為R.電阻單位為歐姆，符號為Ω，希臘語為大寫字母“W”。
歐姆定律
歐姆定律以數學方式涉及電壓，電流和電阻。歐姆定律可以寫成： V= 我[R 。用語言來說，歐姆定律指出電路中元件的電壓等于通過元件的電流，乘以元件的電阻。
電子線路
電子電路是由電子元件的互連形成的閉合路徑，電流可以通過該電子元件流動。您可能會發現將電子電路與水流動的電路進行比較會很有幫助。
電子電路中的電壓就像水回路中的泵一樣 - 它提供了推動力。
電子電路中的電流類似于水在水循環中流動的速率（例如，以每秒升數為單位）。
并且電子電路中的電阻就像水回路中的軟管中的收縮。電子電阻器阻止電子流動，就像軟管中的收縮阻礙水流一樣。
你有萬用表，但對如何使用它或獲得意外讀數感到困惑？如果是這樣，以下部分將幫助您分類處理操作。如果您不理解的字詞或概念，或萬用表上的符號讓您感到困惑，請返回“ 萬用表概覽”選項卡。如果您正在尋找萬用表使用方法或各種萬用表型號的標記照片，請訪問此萬用表教程中的其他選項卡。
本節包括以下問題的答案：
我該如何測量電壓？
要測量電壓，請按以下步驟操作：
將黑色和紅色探頭插入萬用表上相應的插座（也稱為“端口”）。對于大多數萬用表，黑色探頭應插入標有“COM”的插座，紅色探頭插入標有“V”的插座（它可能還有一些其他符號）。如果您在識別正確的插座時遇到問題，請記得查看我們的圖庫，萬用表概述選項卡或萬用表手冊。
在萬用表的撥號盤上選擇合適的電壓設置。請記住，大多數電池供電的電路都有直流電，但您選擇的設置取決于您正在進行的科學項目。如果您正在使用手動測距萬用表，則可以根據為電路供電的電池（或電池）估算所需的范圍。例如，如果您的電路由單個9V電池供電，則選擇200V的設置可能沒有意義，2V可能太低。如果可用，您需要選擇20V。
觸摸電路的探頭尖端與要測量電壓的元件并聯（有關串聯和并聯電路的說明，請參閱萬用表概述選項卡）。例如，圖6顯示了如何測量由電池供電的燈泡上的電壓降。務必使用連接到正電池端子的一側的紅色探頭和連接到負極電池端子的一側的黑色探頭（如果向后移動，則不會有任何損壞，但電壓讀數將為負值）。
圖6.通過并聯萬用表探針測量燈泡兩端的電壓。電流由黃色箭頭表示。在電壓測量模式下，萬用表的電阻非常高，因此幾乎所有電流都流過燈泡，而萬用表對電路沒有太大影響。注意旋鈕是如何設置為測量直流電壓（DCV）的，紅色探頭插入正確的端口以測量電壓（標記為“VΩ”，因為它也用于測量電阻）。
如果萬用表不是自動量程，則可能需要調整范圍。如果萬用表的屏幕顯示為“0”，則您選擇的范圍可能太高。如果屏幕顯示“OVER”，“OL”或“1”（這些是說“過載”的不同方式），則您選擇的范圍太低。如果發生這種情況，請根據需要向上或向下調整范圍。請記住，您可能需要查閱萬用表手冊，了解有關型號的詳細信息。
我該如何測量電流？
要測量電流，請按照下列步驟操作：
將紅色和黑色探頭插入萬用表上相應的插座（也稱為“端口”）。對于大多數萬用表，黑色探頭應插入標有“COM”的插座中。可能有多個插座用于測量電流，標簽如“10A”和“mA”。注意：從可以測量更大電流的插座開始總是更安全。將紅色插座插入高電流端口。
在萬用表上選擇適當的當前設置。請記住檢查電路是直流電還是交流電，幾乎所有電池供電的電路都是直流電。如果您的儀表不是自動量程，您可能需要猜測要使用的量表（如果您沒有獲得良好的讀數，可以稍后更改）。
將萬用表探頭串聯連接到您要測量的電流（有關串聯和并聯電路的說明，請參閱萬用表概述選項卡）。例如，圖7顯示了如何測量通過電池供電的燈泡的電流。務必將紅色探頭朝向電池的正極使用，否則您當前的讀數將為負值。
圖7.通過將萬用表串聯連接來測量通過燈泡的電流。電流由黃色箭頭表示。在電流測量模式下，萬用表的電阻非常低，因此電流很容易流過萬用表，而不會影響電路的其余部分。注意如何設置旋鈕以測量直流電（DCA），并將紅色探頭插入端口以測量電流，標有“A”。
如果萬用表不是自動量程，則可能需要調整范圍。如果萬用表的屏幕顯示為“0”，則您選擇的范圍可能太高。如果屏幕顯示“OVER”，“OL”或“1”（這些是說“過載”的不同方式），則您選擇的范圍太低。如果發生這種情況，請根據需要向上或向下調整范圍。請記住，您可能需要查閱萬用表手冊，了解有關型號的詳細信息。
我該如何測量阻力？
要測量阻力，請按照下列步驟操作：
將紅色和黑色探頭插入萬用表上相應的插座。對于大多數萬用表，黑色探頭應插入標有“COM”的插座中，紅色探頭應插入標有“Ω”符號的插座中。
在萬用表的表盤上選擇合適的電阻測量設置。如果您估計要測量的電阻（例如，如果您正在測量具有已知值的電阻器），那么將幫助您選擇范圍。
重要事項：在測量電阻之前，請關閉電路的電源。如果您的電路有電源開關，您可以通過關閉開關來完成此操作。如果沒有開關，則可以取出電池。如果您不這樣做，您的閱讀可能不正確。如果您的電路有多個組件，您可能需要移除要測量的組件，以便準確確定其電阻。例如，如果您的電路并聯兩個電阻，則必須移除一個電阻以單獨測量其電阻。
將萬用表的一個探頭連接到要測量其電阻的物體的每一側。電阻始終是正的，并且在兩個方向上都是相同的，所以在這種情況下切換黑色和紅色探頭并不重要（除非你正在處理一個二極管，它就像一個單向閥用于電力，所以它有一個方向的高電阻和另一個方向的低電阻）。圖8顯示了如何測量燈泡的電阻。
圖8.使用萬用表測量燈泡的電阻。注意燈泡是如何與電路斷開的。萬用表提供自己的少量電流，可以測量電阻。注意如何將旋鈕設置為“Ω”以測量電阻，并將紅色探頭插入適當的端口以測量電阻（標記為“VΩ”，因為它也用于測量電壓）。
如果萬用表不是自動量程，則可能需要調整范圍。如果萬用表的屏幕顯示為“0”，則您選擇的范圍可能太高。如果屏幕顯示“OVER”，“OL”或“1”（這些是說“過載”的不同方式），則您選擇的范圍太低。如果發生這種情況，請根據需要向上或向下調整范圍。請記住，您可能需要查閱萬用表手冊，了解有關型號的詳細信息。
如何進行連續性檢查？
要進行連續性檢查（確保電路中兩點之間存在導電路徑），請按以下步驟操作：
將萬用表設置為連續性檢查符號。請記住，此符號在所有萬用表上可能看起來不一樣（有些萬用表根本沒有它），因此請查看萬用表概述選項卡或萬用表圖庫以查看示例。
將探頭插入適當的插座。在大多數萬用表上，黑色探頭應進入標有“COM”的插座，紅色探頭應插入用于測量電壓或電阻（非電流）的同一插座，標有V和/或Ω。
重要事項：在進行連續性檢查之前，請關閉電路的電源。如果您的電路有電源開關，您可以通過關閉開關來完成此操作。如果沒有開關，則可以取出電池。
用探針觸摸電路的兩個部分。如果電路的兩個部分之間電阻非常小，那么萬用表應發出蜂鳴聲。如果沒有連接，它就不會產生噪音，并且可能會在屏幕上顯示某些內容，例如“OL”，“OVER”或“1”，這些都代表“過載”。使用萬用表測試此功能的最簡單方法是使用單片導電材料（大多數金屬）和一塊非導電材料（如木材或塑料）進行檢查。有關示例，請參見圖9。
圖9.使用萬用表進行連續性測試。如果探針尖端之間形成導電通路，萬用表將發出蜂鳴聲。如果導電路徑損壞（可能是由于電路中的電線松動或焊接連接不良），萬用表不會發出蜂鳴聲。注意如何將旋鈕設置為符號以確保連續性，并將紅色探頭插入VΩ端口（此端口并不總是標有連續性符號）。
如何進行二極管檢查？
二極管檢查功能可用于確定電流通過二極管的方向。對于不同的萬用表，“二極管檢查”功能的確切操作會有所不同，有些萬用表根本沒有二極管檢查功能。由于這種多樣性，并且因為大多數Science Buddies項目不需要該功能，所以我們未在此處包含說明。如果需要進行二極管檢查，請參閱萬用表手冊。
我如何知道選擇電壓，電流或電阻的比例，以及如何讀取不同比例的數字？
如果您的萬用表不是自動量程，那么知道選擇哪個量程可能會非常棘手，特別是如果您不熟悉度量標準前綴。以下是測量電壓，電流和電阻時可以遵循的兩條經驗法則：
電壓：許多手動量程萬用表的設置為200mV，2V和20V。電池供電電路不太可能超過20V（例如，串聯連接的兩個9V電池最多可提供18V電壓）。單節AA或AAA電池供電1.5V。兩個AA或AAA電池組合在一個電池組中將提供3V，四個將提供6V，八個將提供12V。因此，如果您知道電路的電池類型（以及電池數量），您可以選擇一個起始范圍來測量電壓。請記住，您想要選擇次高的電壓設置（就像測量距離一樣;你需要一個尺碼 - 而不是12英寸標尺 - 來測量18英寸長的東西）。因此，對于由單節AA電池（1.5V）供電的電路，您可以選擇2V設置。對于由9V電池供電的電路，您可以選擇20V。
電流：測量電流時，最好以最高電流設置（以及適當的大電流插座，如果萬用表有多個插座來測量電流）開始，以避免熔斷保險絲。如果您測量的電流足夠低以安全地使用您的低電流設置和插座，那么您可以采用新的讀數來獲得更準確的測量。例如，假設您的萬用表有一個帶10A保險絲的插座和一個帶200mA保險絲的插座。使用10A插座，可測量150mA的電流。然后使用200mA插座（以及旋鈕上的較低設置）再次測量是安全的。
阻力：如果您正在測量具有已知阻力的物體，則可以使用該值選擇合適的阻力設置。與電流和電壓一樣，您需要選擇規模上的下一個最大電阻值。例如，要測量4.7kΩ電阻，您可以選擇20kΩ。如果您正在測量具有未知阻力的物體，您只需要猜測，但在測量阻力時很難損壞您的萬用表或您正在測試的物體，因此這不是一個大問題。
使用萬用表撥盤上選擇的不同比例進行測量時，相同的值可能會有所不同。例如，讓我們使用AA電池測量直流電壓 - 我們預期為1.5V - 使用設置為200mV，2V，20V，200V和600V的萬用表。每次設置測量電池時，我們都會得到以下讀數：
| 萬用表撥號設置 | 屏幕閱讀 |
|---|
| 200mV的 | 1。 |
| 2V | 1.607 |
| 20V | 1.60 |
| 200V | 1.6 |
| 600V | 001 |
表2.使用手動量程萬用表上的不同刻度盤設置測量單節AA電池的電壓時的讀數。
“1”。這是萬用表說它“過載”的方式 - 1.6V的值超出200mV的選定范圍。發生這種情況時，其他萬用表可能會顯示“OVER”或“OL”。請注意，隨著范圍的增加，精度會降低。在2V設置下，讀數顯示3位小數。在200V設置下，讀數僅顯示一位小數。
從萬用表屏幕讀取數字時，您可能還需要考慮公制前綴。例如，假設使用“10A”設置測量電流時屏幕顯示為“6.1”。這意味著您的電流測量值為6.1安培。但是，如果當前刻度盤設置為20mA時屏幕顯示“6.1”，則表示您測量的是6.1 毫安。
我的萬用表不工作！怎么了？
別恐慌！有幾個常見的錯誤可以輕松修復。
確保萬用表有新電池。
某些萬用表具有自動節電功能，并會在一段時間不活動后關閉。如果發生這種情況，請將萬用表的撥盤轉至“關閉”，然后再將其打開。
確保將探頭插入正確的端口以便測量（請參閱上面的“ 我如何測量...... ”部分）。
確保以正確的方式（串聯或并聯）將探頭連接到電路，以便測量（請參閱上面的“ 我如何測量...... ”部分）。
確保在萬用表盤上選擇了正確的設置，以確定您要測量的內容; 例如，如果您需要測量直流電壓，請確保您沒有在表盤上選擇電流，電阻或交流電壓。
如果萬用表不是自動量程，則可能需要手動調整量程。如果萬用表屏幕始終顯示“0”，則可能表示您選擇的范圍太高。如果它顯示“OL”，“OVER”或“1”，則您選擇的范圍可能太低。每個萬用表都不同，因此您可能需要閱讀萬用表的手冊以了解屏幕上的顯示內容。然后，您可以相應地調整范圍。
還是行不通？您可能在萬用表中燒壞了保險絲。有關建議，請參閱下一節。
我如何知道是否需要更換保險絲？
有些萬用表有一個保險絲（或多個保險絲），當過多的電流流過它們時會“燒壞”，這會阻止更多的電流流過，并希望能夠節省萬用表的其余部分免受損壞。在某些萬用表中，如果它們燒壞，可以更換這些保險絲，但是更換它們的說明（以及確定它們是否需要更換）將因不同的萬用表型號而異。
您可能需要打開萬用表才能訪問保險絲（重要提示：在執行此操作之前，請務必斷開探頭連接）。有些萬用表有蓋子可以彈出或滑落，有些還有必須先拆下的螺絲。保險絲通?？雌饋硐裥〉牟ＡA柱體，末端有金屬帽，中間有細線：
圖10.典型的保險絲。
如果保險絲燒壞，可能會明顯變黑或燒焦。內側的電線可能已完全燒掉，不再可見。
如何更換保險絲？
重要事項：在打開蓋子更換保險絲之前，務必斷開萬用表的引線。
更換保險絲的說明因萬用表型號而異，因此您需要查看萬用表說明書。SparkFun的本教程提供了更改其萬用表品牌保險絲的說明，但請記住，這些說明可能不適用于您的型號。請注意，在某些萬用表中 - 尤其是在便宜的萬用表中 - 您可能無法更換保險絲。
在這個萬用表教程中，我們已經介紹了萬用表是什么以及如何使用它。本節將提供一些實用和有趣的萬用表建議。
本節回答了以下問題：
我可以用房子周圍的萬用表做什么？
請記住，萬用表的主要用途是測試涉及電子設備的實驗或科學項目中的電路和電氣元件。如果你沒有測試電路怎么辦？以下是您可以使用萬用表在家中進行快速實驗的幾點建議。
測試電池！你有沒有想過一個設備或玩具是否停止工作，因為電池已經死了？使用萬用表，您可以確保電池在通過測試電壓進行回收之前已經死亡。請記住，新的AA和AAA電池應供應約1.5V（一個新鮮的堿性電池將測量約1.6V，沒有任何其他附加）。但是，電池在達到0V之前很久就會“死”。例如，如果電池供電0.7V，這可能不足以為大多數家用電器供電，這些家用電器預計電池電壓為1.5V。
你有可充電電池嗎？您可以在充電時測試其電壓，然后繪制電壓與電荷的關系圖。電壓停止增加需要多長時間？圖表是直線嗎？
你有什么東西可以用內部的電路板拆開，比如舊玩具或電視遙控器嗎？使用萬用表上的連續性檢查（如果有）來測試電路的哪些部分直接相互連接。（警告：舊電路板采用鉛基焊料制造，有毒。焊接后務必小心洗手，并檢查當地的廢物處理指南，看是否有關于處理鉛作為危險廢物的特殊規定。 ）
將萬用表設置為測量電阻，讓您家中的每個人輪流抓住探頭的金屬尖端（每只手一個）。誰有最高阻力？最低的？
使用連續性檢查或電阻測量來測試您家中的不同材料。哪些是導體，哪些是絕緣體？
使用揚聲器線將萬用表引線連接到揚聲器，并將萬用表設置為測量AC放大器（如果AC放大器不可用，則設置AC電壓）。誰可以通過向揚聲器大喊大叫讓萬用表顯示最大數字？（在這種情況下，揚聲器像麥克風一樣工作，在檢測到聲音時會產生電流。）
什么應該不 我與我的萬用表呢？
哪個項目需要萬用表？
一個很多科學伙伴項目的需要萬用表; 這是一個非常方便的工具！事實上，列出的內容太多了，但這里有一些涵蓋各種主題的示例：
電解質挑戰：橙汁比。運動飲料。該項目將運動飲料中的電解質量與典型橙汁中的電解質量進行比較。運動飲料是否符合他們的承諾？使用萬用表了解這些不同液體的導電性能。
馬鈴薯電池：如何將產品變成蔬菜粉！。您是否知道可以制作電池甚至用日常水果和蔬菜點亮LED？使用萬用表測試下午點心可以提供的電流和電壓。
水供給水：未來的燃料循環。通過這個綠色能源項目幫助拯救地球！使用燃料電池存儲太陽能電池板產生的能量，以便在天黑時使用，并使用方便的萬用表跟蹤發電情況。
你的發光棒有多亮？測量它！。使用光傳感器，簡單電路和萬用表，您可以測量由暗中發光物體發出的光量。
用鹽短匙調節微生物燃料電池的功率。從泥漿發電是否瘋狂？信不信由你，在一些友好的細菌的幫助下，你可以將日常的污垢變成電池。使用萬用表來幫助設計這種綠色能源燃料電池。
狡猾的波浪：建立一個擺動水柱，從海浪中提取能量。利用海洋的力量是另一種綠色能源技術，可以幫助減少我們對化石燃料的依賴。使用萬用表測量擺動水柱產生的電能。
一個制造分數的電池。你有沒有想過你可以自掏腰包換電池？在這個項目中，你將用硬幣和鎳幣制作電池，并使用萬用表測量它可以產生的電流和電壓。
雖然大多數萬用表可以執行相同的基本功能，但不同制造商生產的不同型號可能看起來不一樣。在下面的圖庫中，我們提供了一系列不同萬用表的圖像，這些圖像具有不同的測量設置和標記的探針插座。請注意，大多數萬用表都具有相同的基本功能，包括測量電壓，電流和電阻的設置。所有這些都有一個黑色探頭的“接地”插座。它們中的大多數都有獨立的插座，用于測量高電流和低電流。低電流插座也用于測量電壓和電阻。但是，有些萬用表只有兩個插座，或者只有一個插座用于測量電流。有些還具有我們未標記的其他功能。
請記住，這個畫廊是一般指南; 如果您沒有在這里看到您的萬用表型號，最好的方法是查閱您的特定萬用表手冊。如果您需要獲得有關萬用表的幫助，請參閱我們的萬用表概述部分。如果您需要了解如何進行特定類型的測量，請參閱“ 使用萬用表”部分。
該萬用表是自動量程和手動量程的組合。例如，它只有一個設置來測量直流電壓，但它有三個用于測量直流電流的設置。它還有一個用于測量電壓和電阻的插座，另一個用于測量高電流和低電流的插座。它還具有用于測量數字電路的“邏輯”測試功能（本教程未涉及）。
這種手動測距萬用表具有能夠測量電容器和晶體管的附加功能（本教程未涉及）。它有三個獨立的測量插座：一個用于電壓和電阻，一個用于低電流，一個用于高電流。
這款萬用表可以自動測量電壓和電阻，但有三種不同的電流測量設置。它有一個用于測量電壓，電阻和小電流的插座，另一個用于測量高電流的插座。
這種自動量程儀具有測試電池的特殊功能。它有一個用于測量電壓，電阻和低電流的插座，另一個用于測量高電流的插座。
這種手動測距萬用表具有測試晶體管的特殊功能（本教程未涉及）。它有一個用于測量電壓，電阻和低電流的插座，以及一個用于測量高電流的獨立插座。
這種自動量程萬用表的不尋常之處在于探頭插入背面。它只能測量高達200mA的小電流。
這是一種典型的手動測距萬用表。它有一個用于測量電壓，電阻和低電流的插座，以及一個用于測量高電流的插座。
這是一款較舊型號的手動測距萬用表。請注意，它只有兩個插座，并且有一個開關可以在AC和DC測量之間切換（這是不尋常的）。
這種手動測距萬用表具有測試晶體管的額外功能（本教程未涉及）。它有一個用于測量電壓，電阻和低電流的插座，另一個用于測量高電流的插座。
這是一款手動測距萬用表，具有典型的直流電壓，電流和電阻設置，還可以測量交流電壓并進行連續性檢查。它有獨立的插座，用于高電流和低電流。
如果您已閱讀此萬用表教程并仍有未回答的問題，則下面的參考資料可能會有所幫助。
有關萬用表用法的其他參考：
有關電力和電路的其他參考：
完整的指標前綴列表：
介紹
