Learning Objectives
- 正確使用三用電錶的直流電壓、直流電流、電阻與通路檔
- 說明量電壓要並聯、量電流要串聯、量電阻要斷電的原因
- 遵守三用電錶的安全守則，認識保險絲與量測類別（CAT）
- 用量測結果推理，找出斷路、接反、短路與用錯零件
電路不動的時候，先量再猜
照電路圖接好，通電，LED 卻不亮。可能是 LED 接反、杜邦線沒插緊、電源軌斷開、電阻拿錯…… 一個一個拔起來重插很慢，也不一定找得到。三用電錶（multimeter）讓你看見電路裡的電壓、電流與電阻，用證據找出問題。
檔位與插孔
| 檔位（常見標示） | 量什麼 | 探棒怎麼接 | 電路狀態 |
|---|---|---|---|
| V⎓（DCV） | 直流電壓 | 並聯：兩支探棒點在要量的兩點上 | 通電 |
| A⎓、mA（DCA） | 直流電流 | 串聯：把電路拆開一處，電錶接在缺口兩端，電流流過電錶 | 通電 |
| Ω | 電阻 | 點在零件兩端 | 斷電 |
| 喇叭符號或 ·))) | 通路（導通測試） | 點在兩點上，導通就發出嗶聲 | 斷電 |
- 黑色測試線插 COM；紅色測試線量電壓與電阻時插 V Ω 孔，量電流時依電錶設計可能要換到 mA 或 10A 孔。
- 讀數有正負號：紅棒的電壓比黑棒低時顯示負值，電流從黑棒流進電錶時也是負值。
- 顯示 OL（overload）表示超出這個檔位的範圍；量電阻時代表兩點之間不導通或電阻非常大。
為什麼這樣接
- 電壓檔的內阻很大（常見是 MΩ，也就是百萬歐姆的等級），並聯上去幾乎不分走電流，所以不會改變電路。
- 電流檔的內阻很小，電流才能幾乎不受影響地流過電錶。也因為很小，把電流檔跨接在電源或零件兩端，就等於接了一條導線， 電流會大到燒斷電錶裡的保險絲，甚至損壞電錶。
- 電阻檔是電錶自己送出一個小小的測試電流，再量電壓算出電阻。電路還通著電時，外面的電壓會干擾讀數，也可能傷到電錶，所以一定要先斷電； 量在電路上的零件時，其他並聯的路徑也會被一起量進去，必要時拔下一隻腳再量。
安全守則
- 先選檔位、再接探棒；不確定大小時從大的檔位開始，或用自動換檔的電錶。
- 量電流前先斷電：拆開電路、把電錶串進去、確認接法，再通電。量完把紅色測試線插回 V Ω 孔，檔位轉回電壓或關閉， 避免下次直接拿電流檔去量電壓。
- 保險絲燒斷要換同規格的：電錶的保險絲是安全設計的一部分，換錯規格會降低保護能力。
- 量測類別（CAT I～IV）：越高的類別代表能用在能量越大的配電環境。電錶與測試線的類別要一起看，以兩者中較低的那個為準。
- 直流超過 60 V、交流超過 30 V（有效值）就要特別小心觸電。本課程只量開發板與電池等低電壓電路，不量家用市電；市電的量測與維修要由合格人員處理。
下面的練習是模擬器，可以安全地試錯：電流檔接錯只會燒斷「模擬的保險絲」，按一下就能換新。
量一個 LED 電路的電壓與電流
以「USB 5V → 220 Ω → LED → GND」為例，走一次完整的量測流程。
-
1
量電源電壓
黑線插 COM、紅線插 V Ω，轉到直流電壓檔。電路通電，黑棒點 GND、紅棒點 5V：應該讀到約 5 V。讀數是負的，就是探棒點反了。
-
2
量每個零件的電壓
探棒並聯在電阻兩端，再並聯在 LED 兩端。LED 約 2 V（紅色）、電阻約 3 V，兩者相加約等於電源電壓。哪一段的電壓和預期差很多，問題就在那一段附近。
-
3
量電流
先拔掉電源。把 LED 與 GND 之間的杜邦線拔起一端，紅棒接 LED 那一側、黑棒接 GND 那一側，讓電流流過電錶；紅線改插 mA 孔、轉到直流電流檔，再通電。應該讀到十幾 mA。
-
4
量電阻
先拔掉電源。轉到電阻檔，紅線插回 V Ω 孔，探棒點在電阻兩端：220 Ω 的電阻在 ±5% 的誤差內都算正常。在電路上量不準時，拔起電阻的一隻腳再量。
-
5
收尾
紅線插回 V Ω 孔，檔位轉回電壓或關閉。把量到的數字記下來，和上兩課算出來的數字比較。
逐步看：用電壓分布找斷路
串聯電路裡，沒有電流時，電阻上不會有電壓降（I × R = 0），所以電源的電壓會全部出現在「斷開的那一段」。 這個程式把沿著電路量到的電壓列成串列，找出電壓掉最多的一段。
小測驗：檔位與接法
要量一顆電阻兩端的電壓，下面哪一種做法正確？
用電阻檔量一顆電阻，螢幕顯示 OL，最可能的原因是什麼？
量電壓時讀數是 −3.27 V，代表什麼？
小測驗：用量測找問題
5 V 電源串著開關、電阻、LED，電源接通但 LED 不亮。量到開關兩端 5 V，其他零件兩端都是 0 V，問題最可能在哪裡？
下面的程式會印出什麼？
points = ["A", "B", "C", "D"]
volts = [5.0, 5.0, 0.0, 0.0]
for i in range(3):
if volts[i] - volts[i + 1] > 4:
print(points[i] + points[i + 1])
重點整理
- 電壓：並聯、通電；電流：拆開電路、串聯、通電；電阻與通路：一定要斷電。
- 電壓檔內阻大、電流檔內阻小：電流檔跨接在電源或零件兩端等於短路，會燒斷保險絲。
- 讀數是「紅棒 − 黑棒」；OL 是超出範圍或不導通。
- 安全：先選檔位再接探棒、量完把測試線插回 V Ω、保險絲換同規格、看懂 CAT 類別；本課程不量市電。
- 除錯靠證據：串聯電路沒有電流時，電壓全部出現在斷開的地方；LED 兩端接近電源電壓代表它沒導通（接反或燒掉），0 V 代表被短路。
下一課從「電壓有多高」進入「微控制器怎麼看電壓」：數位的高低電位、沒接東西的腳位為什麼會亂跳，以及類比轉數位（ADC）。