直流 電流 和 電壓 之 測定 皆 使用

交流測定的一種方法，是於測量電路中附加一整流器，基本直流電亦可用於交流之測量。因整流的型式不同，可分為半波整流及全波整流兩種。
1、半波整流儀表
半波整流式儀表是直流電表與一半波整流器之結合，一10V之交流信號加於測量電路之輸入端，輸入波形之值電壓。通過電表之電流波形，也即半波整流器之輸出波形。電表的偏轉由此輸出波形之平均值而定。前半週之平均電流相當於等值直流電壓為0.636×交流峰值電壓所造成之直流電流。該等值直流電壓為0.636×14。因後半週無電流通過，故整個週期之直流等值電壓為上述之一半，即4.5V，為輸入MS電壓值之45%。換言之，使用半波整流器之電表，其交流有效電表靈敏變減為其直流靈敏度之45%。
一般商用電表所使用之整流器為三端式半波整流器。當輸入電壓為正半週時，D1供順向電流至基本電表及分路電阻，而D2不導電，當輸入為負半週時，所有電流均流經整流器D2，因此，流經D1之微弱逆向電流，對基本電表而言，沒有任何作用。
由於跨接於電表兩端之分路電阻R之存在，使得D2通過較大的電流，因而基本電表的動作位於二極體I-V特性曲線之直線區域。在小以規流區域，二極體之動作為非線性；然而當電流超過某一臨界值，電流愈大，其動作愈呈直線。而分路之裝設，即在於供應此臨界電流，使電表電路之動作位於二極體之線性區域內。然而，由於分路裝置，使用電表電路之靈敏度更為降低。

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因為安培計、伏特計及歐姆計階使用同一個基本達松發爾裝置而成。其區別僅在於所接之電路不同。所以，利用選擇開關，可以測量不同範圍的電壓，電阻及電流，此種儀表的組合，具有多種測定功用通常稱之為萬用電表(Multimeter)或伏歐毫安計(VOM)。
萬用電表之電路圖，包含一個直流伏特計，直流毫安計及多限額歐姆計。此萬用電表可動裝置的滿額電流為50微安，內阻為2000歐。直流伏計部份的電路，共同的輸入端點，可用0-1.5伏至0-1000伏的電壓限額。標示有”DC5000v”的外部接孔，可用於直流5000伏特以下電壓之測定。標明了倍增器數值。注意在5000伏的限額，選擇開關應置於1000V的位置。測試線則連於標有”DC5000v”的插孔中，正常操作的注意事項需了解，由於其靈敏度高(20千歐/伏)，此儀表適於一般電子範圍的制定。
直流毫安及安培電流的電路。”共同”(十)及負(ー)兩端點，可用作500毫安以電流之測定。標有”十10A”及”ー10A”的兩個插孔，則適用於0-10A的限額。
歐計刻度乘數為1。在進行測定之前，先將短接儀表，並轉動”調電鈕”直至電阻請值為零(滿額電流)。

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包括電池及與之聯的可調電阻及達松發爾可動裝置。待測電阻跨接於A與B兩端，和儀表並聯。此電路需要一個開關，以便不使用時，可斷接電源電池。待測電阻R=∞時，(A與B開路)指針將指示滿額刻度。待測電阻R=0時(A與B短接)，儀表電流為零。故刻度盤右邊標示有無限大(滿額偏轉電流)，左邊標示有零(沒有電流)。
並聯式歐姆計特別適合於低值電阻之測定。雖然它不是一種常用的測試儀表，但仍實用於實驗室及特殊低電阻之測定。
半額電阻由限流電阻R及可動裝置內阻Rm決定。而限流電阻R又由儀表內阻Rm及滿額電流I而定。

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串聯式歐姆計主要是由一個基本達松發爾可動裝置，一限流電及一可調電阻，一串聯電池，再接到一對負載接點而成。通過可種裝置的電流，由未知電阻來決定。
當待測電阻為零時，電路中流過最大電流，此時分流電阻被調至可動裝置指示滿額電流。滿額的位置刻標示為零。可動裝置指示零電流，其刻度標示為無限大。連接不同的待測電阻到儀表上，可求出其它的刻度值。刻度的準確度由可動裝置及校正電阻之準確度決定。
雖然串聯式歐姆計是一種常用的設計，但它也有若干缺點，較重要的一點量，電池電壓將隨時間而降低，滿額電流也隨之降低。且在a及b短接時，儀表不指示零位置。調整r，將可抵消電流老化的效應。如果設接r，調整r1也能使指針回到滿額刻度，但此將改變刻度的校正。因為r2和rm的並聯電阻常較r1為低，調整r2不致會引起太大的變化，故調整r2是一個很好的方法。
設計串聯式歐姆計時，一個很有用的數值是引起半偏轉的rx值。此時，a與b兩端的電阻稱為半額電阻rh。設滿額電流i，可動裝置之內阻rm，電池電壓e以及半額電阻rh，便可分析此電路，並求出r1及r2之值。

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當任意一個滿額電壓加到伏計上時，可動圈中便產生一定之滿額電流，即測電壓愈高者其串聯後之總電阻愈大，故對任一額定電壓，總電阻與測定之電壓範圍比值恆等於固定之千歐，此比值常稱為伏特計之靈敏度，也就是儀表的最大偏轉電流的倒數。用靈敏度計算伏特計的倍增器電阻時，極為方便。
伏特計之測量是與待測電路並聯，而電表內部有串聯之倍率電阻，由於分路作用改變了電路之總電阻。伏特計所指示的電壓將比原電壓為小，產生電壓讀值之誤差，此種效應稱為由低靈敏度儀表所引起之內阻，通常以每伏電阻數表示伏特計之特性。由此可知，為進行一特定電壓之測定而選擇伏計時，靈敏度是一個重要的因素。
伏-安計法測量電阻
測量電阻在實驗室中常選用伏-安計法。如果電阻器兩端的電壓V及流經的電流I測出時，則電阻可由歐姆定律求出。安計指示的是流經負載的實際電流，伏計所指示的是電源電壓而不是負載電壓，減去安計電壓才能得到實際的電壓。跨接負載可測得負載的實際電壓，但安計測得的是包含伏計電流的錯誤值。上述兩種情形測定時，均將發生誤差。正確的接線方式由伏計及安計的電阻來決定。一般而言，伏計的電阻大而安計的電阻小。

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一個基本達松發爾裝加入一串聯電阻或倍增器(multipler)時，即可成為一個伏特計。倍增器限制通過可動裝置的電流，使不超過滿額電流值。伏特計係用以測定直流電路中點間之電位差，故常跨接於電源或電路元件兩端。
限額在500V以下的伏特計，倍增器裝在儀表盒內。限額更大時，則在盒外另行安置倍增器以免過熱損壞儀表。
若多安裝數個倍增器及一個限額開關，使儀表具有個可用的電壓限額。此種配直的伏點是除了第一個電阻外，其它的電阻均可在市面購得而且有精確的數值。低額倍增器是唯一符合線路特定要求而製造的特殊電阻。
使用伏特計應注意事項：
1、將伏特計並聯於待測電路之兩端點。
2、注意正確極性。
3、使用多額伏特計時，宜先選用電壓規格大者，然後依次減至適當的規格範圍。
4、選擇適當內限之伏特計，注意降低負載效應，影響表讀值之靈敏度。

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安達松發爾式電表可以用來測量與靈敏度相等的電流，若要測量較大的電流則需有附加電路。在測定一大的電流時，在安培計中並聯一分流器，以使大部份的電流流經此電阻。利用一般電路分析的原理，可以求出分流器之電阻。
使用限額開關選擇分流器，安培計可用以測定各種限額的電流，此種安培計稱為多範圍安培計，此電路具有四個可與基本裝置並聯以成四種電流限額的電阻。開關S是先關後開式七多接點開關。以避免當改變限額時，損及未加保護裝置的動圈線路。
為避免測定電路中的安培計沒有分路保護的萬用分流器或埃爾頓分流器。此路之伏點是略增加安培計之總電阻，即可使安培計獲得保護。
使用安培計時應注意事項：
1、絕不可將安培計跨接在電動勢的兩端，要與待測電路接成串聯。
2、注意正確的極性
3、使用多範圍安培計時，宜先選用電流容量最大者，然後依次漸減至適當的規格範圍。

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1、達松發爾式動圈
此種運動儀表，由物理學家達松發爾在1881發展而成，為最基本而重要的動圈式儀表。主要包括一有鐵蕊的線圈，裝在軸承上，懸於永久磁鐵之間，另有螺旋彈簧限制絲圈的轉動，並供給接至線圈電流的通路
動圈有電流流通時，產生磁通，其與永久磁鐵的磁通相互作用，產生旋轉力矩，使線圈在軸承間轉動。因為永久磁鐵磁通的瞬時值均為相同者，所以旋轉力矩的大小，系由線圈的電流正比，所以轉矩的大小也與流經線圈的電流成正比。有一指針固定在線圈上，所以有較大電流流經線圈，即有較大之轉矩，線圈有較大的偏轉，此指針可指出流經線圈電流之大小。

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此電動機為串與並激兩種電動機之折衷
當負載大於滿載時，並激機之每極磁通不變，而複激機以有串激磁場之故，其每極磁通必增，故複激機之轉矩增大而速度減低。反之，若負載小於滿載時，則複激極之每極磁通，因串激線圈中電機之減少，將並激機為弱，故其轉矩將較並激機小而速度快。
串激電動機及並激電動機之速度與轉矩特性，為便於比較起見，三機之滿載轉矩以及滿載度均設其相同。變更其並激磁勢與串激磁勢之比，可使複激電動機之速度與轉矩特性，處處位於並激機與串激機之間，亦多有使並激磁場，只足夠保障無載速度之安全者，稱此為稱定串激電動機。1馬力以下之電動機而計劃用於定速度者，通常皆有少許複激，以便用開閉器將該機直接接於幹開動。複激可使電機迅速起，並防止整流子之被燒毀，否者或難避免。
大型並激電動機在高速度運轉時，由於路電壓之變動，電樞電流常遭受過大之變動，尤以其拖動之負載具有較大轉動慣量時為甚。線路電壓之突然降低易使電樞電流減低為零，甚至作暫時之反向，路電壓突昇時電樞電流亦遭受同樣之劇烈波動，設用一少量之串磁場，可將此種波動充分降低。故並激電動機為穩定其所需功率起見，常附以幾許複激，此則常視為穩定並激電動機。

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除一馬力以下之小額電動機外，串激電動機亦須與並激電動機同樣，將起動電阻串聯插入電樞，以限制起動電流。電動機轉動後再逐步將電阻去掉。不足一馬力之電動機，可用開閉器逕接於電源以起動之。轉矩：外施電壓一定，負載電流既為激磁電流，磁場隨負載以俱增。
不抱電動機之為靜止或轉動，由滿載電流必產生滿載磁通與滿載轉矩，又因磁通隨電流值增。故對要較大之開動轉矩時，串激電動機優於並激電動機，以其取於線路之開動電流較小故也。
負載亦即電樞電流減少時，每極磁通隨之降落，電機之速度必須增高，以產生所需之反電勢，在輕負載時，其速度可高至危險程度，故串激式電動機應以齒輪式直接接於負載，如以皮帶與負載連接，尚皮帶中斷或脫落則電機將加速旋轉至損壞。
串激電動機適於起重工作，因為有較大之開動轉矩，用齒輪直接接於捲筒上，電車亦多用串激電動機，其強有力之開轉矩，使其特別適於此種用途。

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