在本系列儿童电子学的第1部分中，我们研究了LED；在第2部分中，我们探讨了电容器。现在在第3部分中，我们将深入了解电气测量。
如果不包括电气测量，就不可能讨论电子学。为了为电子元器件选择正确的值并计算一些工作条件，必须使用一些简单的算术计算来预测电路的行为。它类似于烹饪食谱，其中所有成分都必须经过精确衡量才能做出美味佳肴。
我们将通过一些简单的例子，特别是电压和欧姆电阻的计算，来解决电气测量的主要问题。
没有哪个实际领域不使用测量值，例如长度、体重、学校成绩、视频游戏分数和体温。
任何物理量、化学量或电量都必须经过测量，才能得到良好的控制和管理。如果不进行一些测量，就无法预测电路的行为方式。这里显然不是在谈论用卷尺或尺子测量长度。
相反，我们讨论的是使用被称为万用表的仪器进行的电气测量，如图1所示。
图1：模拟万用表和数字万用表
要进行最初的电气测量，无需花费几百美元购买一台高端产品。只需花几欧元买一台简单的模拟产品或数字产品就足够了。模拟设备正变得越来越少，大多数设备现在都是数字的。
万用表是必不可少的测量工具。它可能具有多种功能，但以下功能是所有型号都有的：
在继续展开电气测量示例之前，最好先回顾一下电压、电流和电阻的概念，如图2所示。离开了这三个核心电子参数，任何设计都无法完成。
在日常语言中，“电压”和“电流”这两个术语可以互换使用，但它们实际上指的是两个不同的概念。了解这两个术语之间的区别，对于避免危险情况和充分利用电子元器件至关重要。
因为电的行为与水非常相似，所以电压可以用水压来表示，而电流可以用水本身来表示。从图中可以发现以下三项：
所有材料都具有一定的抗电流特性，因此可分为以下几类：
图2：电压、电流和电阻的概念
使用这种方法，可以读取电池两端的电压，这有助于确定电池是处于有电（充电）状态还是应将其丢弃。将红色表笔连接到电压插座（V），将黑色表笔连接到公共插座，就可以将万用表置于电压表模式（COM或地），如图3所示。
始终建议将最大流量（满量程）设置为较高的位置，然后在必要的时候降低它。在我们的示例中，由于待测电池的电压为1.5V、4.5V和9V，因此建议使用20V的最大量程，可通过相对旋转开关进行选择。现在可以直接测量电池电压。不要期望所测得的电压与电池标签上的电压完全相同。例如，对于4.5V电池，如果它是新的，处于充满电的状态，则可能读到4.7V值；如果稍微放电，则可能读到4.1V值；或者如果已经充分放电，则可能读到3.4V值。
相同的规则适用于所有其他电压发生器。测量电压时，务必注意测试导线的正确极性。必须将红色表笔连接到电池的正极，将黑色表笔连接到其负极。但是，任何极性反转都不会损坏万用表；电压则将以负值表示。再次记住，不要将电池的两极进行直接电气接触。这会产生大量热量，甚至会产生火焰。
图3：电池电压测量
图4所示的接线图，可以将两个串联的LED二极管点亮。电阻值的计算将在下一部分中进行研究。现在让我们进行一些电压测量，以便改善我们的总体视野。这些测量不用于其他目的，而只是为了让我们更熟悉万用表而进行的。回想一下，在这种类型的连接中，通过电池、电阻和两个LED二极管的电子都是相同的，就像流过单根水管的水一样。将万用表设置为以20V满量程电压测量电压。现在让我们检查一下以下测量，电路中所考虑的各个点称为节点：
最重要的几个测量是：第一个（N1-G），其目的是测量电池电压（4.5V）；第四个（N2-N3）和第六个（N3-G），目的是测量第一个和第二个LED二极管（1.89V）两端的电压；第五个（N2-G），其目的是测量两个LED二极管（3.78V）两端的电压。所进行的测量可能与此处报告的有所不同，因为电池和电子元器件总是彼此略有不同。从测量结果也可以看出，并不总是要将黑色表笔连接到电池的负极，而是可以将它连接到任何节点，红色引线也是如此。我们需要熟悉这个情况。通过将万用表连接到电路的各个节点，就可以在万用表上获得某个电压的读数。它不是由某个电子元器件所产生的，而是由电池分布到各个元器件上所产生的。事实上，在这种类型的电路中，我们永远不会读到高于4.5V的电压。
图4：电路各个点的电压测量
最后的实验旨在确定电阻器的值，如图5所示，可以将其与各种直径的水管进行比较。以下是电阻器的一般规则：
电阻器的测量，无需考虑极性。事实上，这种类型的元件没有极性，测试引线没有方向而言，其在电路中的摆放也可以随意。电阻器的主体通常带有一些色环，用来指示欧姆值。国际色码如下：
例如，对于具有棕色、黑色和棕色色环的电阻器，可以得到以下值：
因此，电阻值为100Ω。
另一个例子，对于具有黄色、紫色和橙色色环的电阻器，可以得到以下值：
因此，电阻值为47,000Ω，相当于47kΩ。根据要测量的电阻值，有必要将万用表的旋转开关定位在正确的位置，如示例中所示。人体也有自己的电阻。如果我们尝试用双手触摸打在欧姆位置的表笔，就将能够读到以下近似值：
此外，盐水的导电性比淡水更好。
图5：可以将电阻器与不同直径的水管进行比较。
要想让孩子们设计简单的电子电路，就要让他们进行几次实验。即使有些概念还不清楚，也没关系。随着时间和大量的练习，就能对它们完美地理解。我们应只使用电池测试，这样就不会有危险。在进行实验时，还建议有成人提供帮助。
最前沿的电子设计资讯
