如图所示是指针式万用表测量直流电流原理电路图。
电路中的 E 和R 1 构成所测量的外电路,图示是测量这一电路中的电流。 E 是外电路中的直流电压源,R 1 是被测电路中的电阻。R 2 是万用表内的分流电阻,它与万用表内的表头相并联,构成对表头的分流电路,可以减少流过表头的电流。
表头是一个磁电式直流电流计,流过它的直流电流越大,其表针偏转的角度越大。流过这种表头的电流一定要是直流电流,而且这一电流是很小的,所以通过一个并联的分流电阻R 2 来扩大电流量程。接入不同阻值的R 2 ,可以得到不同的直流电流量程。分流电阻R 2 是可以通过开关转换的,即通过电流量程开关转换。
测量时,外电路中的电流 I 0 通过红表棒流入万用表内,流过R 2 的电流 I 2 是很大的,流过表头的电流 I 1 比较小。流过表头的电流使表头中的表针偏转,根据表针所偏转的角度,从刻度盘上便能够指示出所测量电流 I 0 的大小。
接入不同大小的分流电阻R 2 ,流过R 2 的分流电流 I 2 便不同,而流过表头的直流电流大小基本不变,这样通过表头的刻度和分流的倍率,便能读出不同电流挡下不同的电流值。
关于电流挡测量原理还要说明以下几点:
(1)表头与分流电阻构成一个并联分流电路,分流电阻用来减少流过表头的电流。当外电路的电流大小一定时,分流电阻的阻值越小,流过表头的电流越小,这样,通过改变分流电阻的大小,用同一个表头就可以得到不同的量程,即转换电流量程开关,就是转换表内的分流电阻,量程越大,表内的分流电阻越小。
(2)测量电流时表内电池不供电,使表针偏转的电流是由被测电路中的电源提供的,所以当被测电路中没有电源时,表头中就没有电流流过,表针不能偏转,电流指示为零。在同一量程下,外电路中的电流越大,流过表头的电流越大,表针所指示的电流值就越大。
(3)由于测量直流电流时不使用表内电池,所以表内电池的电压高低不影响直流电流挡的使用。
(4)由于测量电流时外电路中要有电源,所以在测量时要给外电路通电。
(5)由于直流电流的方向不变,而流过表头的电流必须是图中从左向右,因此要求红表棒接外电路中的电流流出端,黑表棒接电流流入端。当红、黑表棒接反后,流过表头的电流方向相反,表针反方向偏转,这会损伤表头,所以在测量直流电流时一定要注意红、黑表棒的正确连接。
从直流电流测量原理电路中可以看出,所测量的直流电流是流过电阻R 1 的电流,也就是流过E的电流。表头与外电路中的电源串联,为此要将外电路断开,将表头串入外电路中,即要将红、黑表棒串联在外电路中。这样的测量要断开外电路,故操作不方便。