如何测量电流和电压

電流和電壓是電路最基本的特性。如果沒有這些量的知識，就不可能製造出智慧型手機、電視甚至冰箱。正因如此，我們希望回到電機工程的基本知識，向您解釋如何進行電流和電壓測量。

在電子工程中，有兩種類型的電路： 並聯和串聯。您可以在這裡看到這兩種類型的電路：

並聯（左）和串聯（右）連接

當然，現在您會問：並聯電路和串聯電路有什麼區別，為什麼這對電流和電壓測量很重要？

在串聯電路中，兩個元件（在我們的例子中是兩個燈）一前一后地連接到電源。串聯連接的特點是，無論您在哪一點測量，各處都有相同的電流。這可以想像成一條水管： 如果水從一端流入水管，則從另一端流出的水量必然相同。水管中各處的水流也是相同的。

然而，串聯電路中各處的電壓並不相同。部分電壓會在第一個燈損失（稱為壓降），另一部分電壓則會在第二個燈損失。串聯的元件越多，最後一個元件所剩的電壓就越少。

相反，在並聯電路中，所有元件的壓降都是一樣的。原因在於元件的排列： 它們被放在彼此旁邊，而不是直接放在彼此後面。但這也意味著整個電路中的電流並不相同。在此，水管的類比再次提供了幫助。如果水管分成兩條較小的水管，則只有原本總電流的一部分流經每條水管。

但現在我們已經用基本知識煩擾您很久了。那麼電流和電壓的測量是如何進行的呢？

為了測量電流和電壓，我們使用所謂的電流表和電壓表。既能測量電流又能測量電壓（通常還能測量其他量）的裝置稱為萬用表或功率分析儀。

如果您要測量電流，您可以將電流表串聯到元件上。為什麼要串聯？因為只有這樣，如上所述，流經電流表和元件的電流才是相同的。如果將電錶與元件並聯，則測量到的電流會不同。

同時，電流表必須具有非常低的內部電阻。由於內阻低，測量裝置幾乎不會影響電路。如果內阻大，那麼（根據歐姆定律）流過電路的電流也會減少。在這種情況下，測量就會影響系統。由於內阻較小，因此使用並聯的電流表又是一個非常糟糕的主意。在這種情況下，會有大量的電流流經電流表。此過電流會觸發內部的過電流保護，至少保險絲會燒斷。在更換保險絲之前，電流表將停止工作。

電路中的安培計

然而，要安裝電流表並不總是可以打開電路。在這種情況下，間接電流測量就很有優勢。這表示您不測量電流本身，而是測量電流的伴隨影響。由此可以計算出電流。電流鉗就是間接電流量測裝置的一個例子。它可以測量電流所產生的磁場，從而推斷出導體中的電流。您可以在這裡找到關於電流夾鉗的博客文章 在這裡。

電壓測量的原理與電流測量正好相反。電壓表 (voltmeter) 與要測量壓降的元件並聯。並聯的原因是在並聯電路中，兩個分支的電壓相同。您也可以想一想，如果您不正確安裝電壓表，例如串聯連接，會發生什麼情況。在這種情況下，電錶本身的電壓會下降，測量結果就會出錯。

為了準確測量電壓，電壓表必須具有非常高的內部電阻。此電阻最好遠大於您要測量電壓降的元件的電阻。這是必要的，否則電路中的電流會改變，因此元件上的壓降也會改變。在這種情況下，電壓表會直接影響電路電流。

電路中的電壓表

間接測量電流是可能的，而且也很常見，但不可能間接測量電壓。不過，可以透過電錶和類似測量裝置進行非接觸式電壓測量。不過，這些方法在電機工程領域很少使用。