为什么电流表不能并联在电路中,如果并联的话会出现什么状况?

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电流表在测量负载电流时,要求电流表要与负载串联,因为串联电路中,流过电流表的电流就是流过负载的电流,这样才能通过电流表读出负载电流。若电流表与负载并联,此时负载可能会被电流表内部的分流电阻短路,导致负载无法正常工作,这样也就无法测量负载电流了。若负载是直接并联在大功率电源的两端(譬如,12V/50AH电瓶点亮一个12V灯泡),此时若将电流表并联在负载两端,就相当于测量电源的短路电流,这样很容易损坏电流表内部的分流电阻。下面我们来看一下数字电流表测量电流的基本工作原理。

▲ 数字电流表测量电流的基本原理

数字电流表和数字万用表电流档一般由分流电阻(分流器)和直流电压表头两部分组成。分流电阻一般为毫欧级的低阻值电阻(小电流档的分流电阻阻值略大些,一般为几欧到几十欧),其作用是将被测电流转为被测电压。测量电流时,分流电阻与负载串联,这样负载电流流过分流电阻,便会在其上产生相应的压降(只要选用合适的分流电阻,譬如选用1Ω的分流电阻,那么1A的负载电流将产生1V的压降),将该压降送至电压表头即可读出负载电流的大小。

▲ 指针式电流表

不论指针式电流表还是数字电流表,在测量负载电流时,要求电流表要与负载串联,只有这样,流过电流表的电流才等于负载电流。若是将电流表并联在负载两端,由于电流表内部分流电阻的阻值一般都远小于负载的电阻,此时负载会被短路,大部分电流都会流过分流电阻,这样测得的电流显然不是负载电流。我们来看下图所示电路。

▲ 电流表测量负载电流时的接法

上图电路中的电流表A用来测量灯泡L1和L2总的工作电流,由于电流表A与L1和L2串联,这样流过L1、L2及电流表的电流是相等的,通过电流表即可读出两个灯泡总的工作电流。电压表V并联在L1两端,用来测量L1两端的电压。假设将电流表A改接在电压表的位置,此时电流表内部分流电阻与L1并联,由于分流电阻(假定其阻值不是远小于L1的阻值)分走了流过L1的部分电流,导致L1亮度变弱,L2的亮度有一定的增大,这样电流表显示的电流既不是L1的电流,亦不是L2的电流。


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电流表是用来测量电流的工具,绝对不允许并联在电路中,只能串联在回路中测电流,如果并联在电路中可能会把电流表烧坏。

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电流表需要串联在电路中

电流表是用来测量回路中电流大小的工具,和电压表经常在一起时使用。电流表需要串联在电路中,电压表需要并联在电路中。电流表的内阻非常低几乎为零,串联在回路中几乎不增加回路的线电阻对回路电路几乎不产生影响。而电压表的内阻为无穷大,并联在被测元器件之间实现电压的检测。电流表和电压表的使用电路如下图所示。

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电流表并联的后果

电流表的内阻非常小几乎为零,如果并联在电路中,则被并联的电路会被电流表短路掉,电流都从电流表流过了,如果回路中电流较大超过电流表的量程的话会把电流表烧坏。如下图所示。

上图中,将电流表并联在了负载(灯泡)两端,那么负载回路被电流表短路,电流几乎不从灯泡流过,而从电流表流过,如果电流超过了电流表最大所能承受的电流,则电流表即被烧坏。

同样的道理,电压表不能串联在电路中,由于电压表的内阻非常大,串联在电路中的话,相当于在电路中增加了一个无穷大阻值的电阻,电路类似断路,不再工作。

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电流表和电压表达区别对比

电流表和电压表是电子行业经常用到的必备工具,万用表的功能中就包含电流表和电压表。这两者的区别如下:

电流表:内阻几乎为零,需要串联在电路中,不能并联;

电压表:内阻为无穷大,需要并联在电路中,不能串联;

电流表和电压表的典型测量电路如下图所示。

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电流表用于测量电流,电流测量需要串联

电流表顾名思义用于测量电流。因为串联在电路中的所有元件通过的电流都是相等的,所以我们可以用串联法测量电路中的电流。

电流表测量电流原理

  • 根据串联在电路中的所有元件所通过的电流相等的原则,把电流表串联到电路中去就可以测出电路的电流了。
  • 串联会增加电路的内阻,如果内阻变大了,整个电路中的电流就发生变化了,所以电流表的内阻必须足够的小,小到产生的影响可以忽略不计才可以。
  • 根据欧姆定律I=U/R,可以计算出电流,电流表的内阻是固定的,电流表只要测量出自身的压降就可以计算出电路的电流。
  • 电流表有数字式的电流和表指针式两种

数字式的电流表测量电流的原理及方法

数字式的电流表内置了高精度的AD(模数转换)采样的芯片,可以精确测量到自身的微小压降,进而转换为电流,显示在显示屏上。

指针式的电流表测量电流的原理及方法

指针式的电流表是机械式的,它的内部有线圈、永磁体、弹簧、表盘等结构,电流越大,线圈产生的磁力越强,带动指针转动的角度越大,表盘上的刻度就可以指示出电流的大小了。

电流表并联在电路中会烧坏

  • 首先并联是分流的,一部分电流从负载流过,一部分电流从电清表流过,所以并联到电路中的电流表没法测量到负载的电流。

  • 其次,电流表的内阻是非常小的。根据欧姆定律I=U/R,通过电流表的电流会非常的大,直接损坏电流表。

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为什么电流表不能并联在电路中,如果并联的话出现什么情况?

因为电流表的内阻是很小的,如果并联在电路中就会有短路现象发生。这样就容易烧坏表,很多人有时不注意,将万用表拨到电流档位去测电压结果万用表就烧了。
图中左边那个灯泡用了一个导线直接连接两端,相当于万用表当电流表使用时时,两只表笔搭接在它两个接线柱一样,短路则灯泡不亮。

某次有个新人,去测量压力变送器的电流值,结果万用表档位是选对了,但是将它并联使用,变送器突然断电结果跳车了,是什么情况呢?

因为压力变送器是采用两线制的,其电源与信号共用一对线。测量其电流信号必须断开一根线将测量仪表串进去方可测量信号。因为万用表拨到电流档位,此时就是电流表,其内阻很小的,如果是并联使用那就相当于用一根导线直接从电源正连接到电源负,线路中用的设备就不会有电源了。此时,出现的是压力变送器断电,又因为这个压力点是关联联锁的,所以跳车了。至于万用表不烧毁,它的电源只有24V,线路电流也就4-20mA,短暂的短路不会导致它烧毁。如果是用在220V的电路上,基本上就是烧了。

记得还有个同样的问题,不是测量仪表信号,是接线!有个传感器输出信号要送到三个仪表显示,当时别人用了一个一进两出的隔离安全栅,显然还有台仪表没有接线的位置了。于是他就将那个没接线的仪表与另外一个接线的并接一起,结果导致两台二次显示仪表都没数据显示了。原因是传感器输出的是电流信号,相当于电流源,取用的时候只能将二次仪表串联使用。后面把没接线的那个二次显示仪表与另外一台二次显示仪表串联,再与隔离安全栅串联,于是两台仪表都显示正常了。

由此可知,只要是电流源不管是测量还是使用,都要将测量仪表或显示仪表串联在电路中实现,否则就变成了短路。


Talk工控小白


简明扼要

首先,电流表,不用考虑内部结构,它就是一个内阻很低很低的电压表,这样串联在电路中测量电流,几乎对电路无影响!如果在测量的时候并联在用电器的两段,就相当于把一个阻值很小很小的电阻并联在电路中,短路了!!!电路最怕的就是短路!!!结果是烧毁电路,或烧毁电表。……。

这时候才可以做如下理解。

电流表是一个量程很小的电表,这个电表头(指针式)最大量程有几十微安(例如指针式mf47万用表50微安),表头的线圈由于有内阻,所以它即是电流表也是电压表(不过量程太小不实用)。为了实用,必须扩大量程。

在这个表头内部两段并联一个很小很小的电阻(比如是表头阻值的1/10000),它的量程就扩大了10000倍,原来最高量程是50微安,现在变成了最高500毫安的电流量程的电流表。

在这个表头内部串联一个大的电阻(比如是表头线圈的阻值的10000倍,也这个表头就变成了电压表)量程扩大了10000倍,原来最高量程是0.25伏的电压表,这个时候就变成了是2500伏量程的电压表。


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