# 第 06 课 万用表与面包板

先修：第 00～05 课。用时：30 分钟阅读，另留 30 分钟练习。目标：把原理图变成实际节点，并正确测电压和电阻。

## 最小设备清单

开始实测只需要：有直流电压、电阻和通断档的数字万用表及其说明书；小面包板和跳线；带开关的两节 AA 电池盒；1 kΩ、10 kΩ 电阻若干；若做 LED 实验再准备有数据资料的普通红色 LED。电阻用 0.25 W、1% 或 5% 均可，计算时记录真实规格。

有可调限流实验电源时可使用已确认的 3～5 V 输出；没有就用约 3 V 电池盒，将计算中的 Vin 换成实测值。暂时无需购买示波器、焊台或开发板。器材的量程、输入保护和插孔按厂商说明书核对；本清单只规定功能，不指定型号或价格。

## 面包板的孔不是各自独立

![面包板五孔连通与中间沟槽的教学示意](../assets/breadboard.svg)

常见面包板每一编号行的 A～E 五孔内部连通，F～J 五孔另外连通，中间沟槽两侧不相连。左右长电源轨可能在中间断开，也不一定与另一侧相通；断电后用通断档验证实际板子。图是典型连接逻辑，不是任何具体型号的尺寸图。

做两个电阻分压可把 R1 插在 E5 和 E10，R2 插在 D10 和 D15。这样第 5 行是 Vin，第 10 行是 Vout，第 15 行是 GND。电源正接 A5，负接 A15。这里刻意不用长电源轨，减少一个不确定因素。

把同一只电阻的两个引脚插在 A5 和 E5，会让它两端落在同一节点，相当于被短接。元件“看起来分开”并不代表电气分开。

## 三种测量的连接逻辑

![电压表并联 电流表串联以及不能并接电源的错误示意](../assets/meters.svg)

测电压：电路正常通电，表笔跨在两个被测节点，称为并联。黑笔接参考点，红笔接被测点。先确认红笔在 V/Ω 孔、选择直流电压档，手动量程高于预计值。[Fluke 直流电压测量](https://www.fluke.com/en-us/learn/blog/digital-multimeters/how-to-measure-dc-voltage-with-a-digital-multimeter)。

测电阻：先断电，电容若存在需通过适当电阻放电并确认残余电压；最好取下电阻或断开一端，避免其他并联路径影响结果。不要在通电线路上测电阻。[Fluke 电阻测量](https://www.fluke.com/en-us/learn/blog/digital-multimeters/how-to-measure-resistance)。

测电流需要断开原支路、把表串进去；电流档内部等效电阻通常很低，不能像电压档那样直接跨接电源。还需核对保险丝、插孔、量程及允许时间。第一个实验采用测电阻压降再除以阻值的方法，等学会查仪表手册后再练直接测流。图中错误接法仅用于识别，不能搭建。

## 仪器也会影响被测对象

假定电压档输入电阻为 10 MΩ，它接在分压器输出到 GND 之间，相当于额外的 10 MΩ 负载。两个 10 kΩ 电阻分 5 V 时，读数约 2.49875 V，影响很小。把两个电阻都改成 1 MΩ，则同一仪表读数约 2.38095 V，偏差不可忽略。10 MΩ 是本算例假设，具体值依仪表和量程而定。

读数“跳动”也有原因：接触不稳、供电波动、量程切换、干扰、手碰到高阻节点。不要先认定是代码问题。记录电源、元件、测量位置、量程和环境，才能重现现象。

## 自检

1. 测 Vout 对 GND 时，需要把导线剪断把表串进去吗？
2. 原理图的 N2 在面包板例子中对应哪一组孔？
3. 电阻在板上测得比标称值小，就能判定损坏吗？

<details><summary>完成后查看答案</summary>

1. 不需要，测电压应并联。串入电压表会改变甚至近似断开回路。
2. 第 10 行 A～E；同一行的 F～J 不自动连通。
3. 不能，可能有其他并联路径。断电，至少断开电阻一端后复测。

</details>

## 过关标准

断电时能用通断档确认三个节点；上电前能复述表笔插孔与档位。之后按 [分压实验](11-lab-divider.md) 完成测量。

下一课：[LED 与限流电阻](08-led.md)。