我們常看到電源不足的符號 那我們該如何知道 這個電池是否有電呢？ 要測量什麼樣的物理量？ 是電壓？ 電流？ 還是電阻呢？ 先看看購買電池時 我們會看到這樣的說明細項 其中會看到1.5V規格標示 V是什麼單位呢？ 沒錯 就是電壓單位 也就是說 電池可以提供穩定電壓 根據型號不同 可以提供1.5V到9V的電壓 換句話說 如果電池沒電了 提供穩定電壓的能力就逐漸消失 因此我們利用測量電壓 來知道電池是否有電 在國中曾經學習過 在封閉電路中 可以使用V等於IR 其中I為電流 R為電阻 而V就是電壓 此處電壓又可稱為電位差 可以利用電位差 來瞭解帶電粒子經過此區域 所獲得或失去的能量 而封閉電路中 V可以是電源所提供的電壓 I為電路的總電流 R則為電路中所有電阻的等效電阻值 針對單一電子元件 V則為兩端電壓差 I為通過此電子元件之電流 R則為此電子元件之電阻 電壓常常和其他名詞搞混 電壓應為兩點之電位差 在某些特殊情況才和電位相同 例如 若電子元件兩端其中一點電位為零 則另一點的電位差與電位相同 這時電壓等於電位差等於電位 而在電路學中 電源提供之電壓 又可稱為電動勢 （屬於提供能量之電壓） 而電子元件兩端之電壓 又稱為電壓降或電壓差 （屬於消耗能量之電壓） 那我們該如何測量電池 或電路中某一電子元件的電壓呢？ 不知道大家是否看過 畫面中的實驗儀器 這稱為「伏特計」 和安培計的外觀差異 可以從單位代號V分辨 實際上這樣的裝置儀器 根據用途可分成四種 分別是直流電壓、交流電壓、 直流電流、交流電流 可以利用儀器上的符號來做判斷 這屬於較為傳統的實驗裝置 不用安裝電池就可以使用 設計也就為簡單易上手 我們來看看傳統伏特計的設計吧 伏特計的設計和傳統安培計非常相似 也是利用電流經過內部線圈 進而形成磁力力矩 與螺線型彈簧的恢復力達到平衡 在安培計中 電流大小直接影響磁力力矩 伏特計可以思考為 兩端電壓的改變 進而影響進入伏特計線圈的電流大小 也就是將原本設計中的I改為V除以R 同樣的思考方式 電流大小與角位移成正比 即電流越大 轉動角位移越大 則變成電壓大小與角位移成正比 即電壓越大 轉動角位移越大 可以利用轉動角度測量兩端電壓值 而其中的差異性為 安培計內部為低電阻 而伏特計則為高電阻 為什麼要設計成高電阻呢？ 若要測量封閉迴路中的某兩點 （電源兩端或電子元計兩端）電壓值 需要讓此兩點與伏特計連接 也就是說伏特計需要與元件「並聯」 才能使待測兩點之電壓 與伏特計兩端電壓相同 也因為如此 並聯伏特計的動作 會造成此兩點之電壓值改變 使得測量出的電壓 與原本的電壓值有所差異 為什麼會改變呢？ 因為待測兩點電壓一旦並聯伏特計 這兩點之間的等效電阻將會改變 當此兩點間的總電阻改變 封閉迴路在此兩點的電壓也會跟著改變 如畫面所示 我們可以將伏特計的內電阻假設為RV 假設電子元件上有穩定電流I經過電阻R 原本沒有伏特計的情況下 電阻兩端的電壓為V等於IR 若使用伏特計測量電壓 則電壓變為畫面的式子 並聯伏特計 改變了流經電阻值的電流大小 進而改變其兩端之電壓 並非我們原本的電阻電壓 因此讓RV趨近於無窮大 可以讓兩電阻的等效電阻趨近於原本R值 可以使得V prime趨近於原本電壓V 因此伏特計在設計上 會盡量提高其電阻值 避免改變原本的電壓值 但不可能有電阻為無窮大的完美伏特計 因此在測量不同的電壓大小時 會使用不同精準度的伏特計 在使用傳統伏特計 和安培計的方式非常類似 首先在電路連接上 我們會將伏特計並聯於待測的兩端點 例如電子元件之兩端 其中 伏特計常使用黑色表示負極 此點須與電池負極相接 紅色部分則與靠近電池正極部分相接 若以畫面為例 我們先需要連接30伏特 若此時讀數為0到15伏特 即可降低檔位 將正極連接至紅色15伏特 若此時讀數為0到3伏特 可再次降低檔位 將正極連接至紅色3伏特 若是使用數位三用電表 則簡單許多 連接部分 靠近電池負極連接三用電表負極 而靠近電源正極部分 則連接三用電表正極 以畫面三用電表為例 電壓部分分成兩種 直流電壓和交流電壓 因交流電特性不在此討論範圍 因此我們僅以直流電壓為主 直流電壓部分分成四個檔位 分別是600伏特、200伏特、20伏特、2伏特 仍然由高檔位開始使用 再逐漸降低檔位 一般來說 畫面顯示單位皆為V 降低檔位時可以看到小數點的改變 代表著可以量測到越小的電壓 我們來思考一下這個問題 我們來整理有關伏特計的重點吧 伏特計為測量封閉迴路中 某兩點電壓（電位差）之儀器 且儀器採用高電阻設計 使用方式是與待測兩端點「並聯」 使用時需要由大電位檔位 逐漸往下調整 若使用三用電表 則須將旋鈕轉至直流電壓區域 最後想一想 家裡的用電電壓主要為110伏特 那如何確保在使用電器時皆為110伏特 主要採取是串聯還是並聯？ 各自的優點和缺點在哪裡呢？ 那我們可以利用三用電表 測量家裡的電壓嗎？ 該如何測量呢？ 歡迎分享你的想法 下次見囉 bye bye