我主编的电子技术实验手册（04）——电压的测量与接地

        本专栏是笔者主编教材（图0所示）的电子版，依托简易的元器件和仪表安排了30多个实验，主要面向经费不太充足的中高职院校。每个实验都安排了必不可少的【预习知识】，精心设计的【实验步骤】，全面丰富的【思考习题】。因此，对于开展电子技术教学犯愁的师生，本专栏应该能够帮到你们。

图0 本专栏对应的教材封面

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实验04  电压的测量与接地

【实验目的】

1. 学会根据原理图连接实际电路。
2. 学会测量电路中某点相对于地的电位，并据此计算电阻上的压降。
3. 理解电路接地与电压下标的含义。

【预习知识】

        把一个电荷从低电位点移到高电位点需要能量，电压就是对一个电荷所需能量的度量。当一个电荷从一个高电位点移动到一个低电位点时，则会释放相应的能量。

        我们常说某元件两端的电压为多少，是指该元件两端的电位差。而提到电路中某点的电位为多少，是指该点与指定的零电位之差，这个指定的零电位点被称之为“接地”点。

        电位和电压的概念跟高度有点相似，比如说某楼层有多高，是指它离地面的高度差，而某一层楼有3米高，是指两层高度的差距，这个差值不会因为选取地面为参考还是选取其他楼层为参考而改变。同理，接地在电路中只是用来作为电压测量的参考点，参考点的改变不影响两点之间的电压。图1显示了对于同一个电路，选取不同的点为“接地”参考点，A、B两点之间，B、C两点之间以及A、C两点之间的电位差是不变的。

图1  两点之间的电压与选取的“接地”参考点无关

【操作内容及步骤】

1. 用万用表实测一下三个电阻的阻值，记录在表1中。在后续的计算中，均采用实测值。

2. 根据图2所示的原理图和连线图，在电源为10V的情况下测量各电阻两端的电压，记录在表2中。

图2 测量电阻电压原理图与连线图

3. 以D点为“接地”参考点，分别测量A、B、C三点的电位。测量时万用表黑表笔固定接在D点，红表笔分别接于A、B、C三点，结果记录在表3中，并根据测量值计算电位差、和。

4. 现在将“接地”参考点改为C点，即将万用表黑表笔固定接在C点，红表笔分别接于A、B、D三点，测量得到这三个点的电位（其中D点电位应为负值），将结果记录在表4中，并根据测量值计算电位差。

5. 再将“接地”参考点改为B点，测量A、C、D三点的电位，记录在表5中，并根据测量结果计算电位差。

6. 最后，以A点为“接地”参考点，测量B、C、D三点的电位，记录在表6中，并根据测量结果计算电位差。

【实验思考与讨论】

1. 比较上面四张表中电位差的计算值，同一电路中选取不同的参考点对某一电阻两端的电压是否有影响？请解释原因。

2. 请解释“参考地”这个术语的含义。

3. 如果你测得为12.0V，那为多少？

4. 如果电路中的一个测试点被标记为+5.0V，第二个测试点被标记为-3.3 V，那么连接在两个测试点之间的电压表的读数应该是多少？

（本文完）