电工学(电工技术)第七版 上册 第十三章 电子教案

1、第13章电工测定，13.4电压的测定，13.1电工测定器的分类，13.2电工测定器的型号，13.3电流的测定，13.6电力的测定，13.7兆，13.5万用表，13.8桥测量电阻，电容器和电感，13.9非电量的电气测定法，本章1 .了解常用电工测量仪的结构和工作原理2 .掌握常用电表的使用方法3 .了解桥测量电阻、电容器、电感的方法4 .了解常用非电量的电表法。 第13章电工的测定、电路中的各物理量(如电压、电流、电力、电能、电路参数等)的大小，除分析和计算方法外，用电工的测定器进行测定。 电测技术的应用主要有以下优点：第13章电测，1 .电测器结构简单，使用方便，精度充分。 2 .电气测量仪可

2、灵活地设置在需要测量的地方，能够实现自动记录。 3、电度表能实现远距离测量问题。 4 .可以用电工的测量方法测量非电量。 13.1电气电子测量仪的分类，1 .测量的种类分类，2 .工作原理分类，3 .电流的种类分类(参照上表)，4 .按精度分类，最大基本误差，测量仪的最大冲程(全标度值)，目前，我国的直读电气电子测量仪按精度分别为0.1、0.2、0.5、1.0，1 精度是电工仪表的主要特性之一。 精度高的(0.1、0.2、0.5 )仪表经常用于精密测量和其他仪表的校正。 相对额定误差、精度是电工仪表的主要特性之一。 仪表的精度根据仪表的相对额定误差进行分级。 /是精度为2.5级的电压表，其最大

3、量是50V，正常的情况下，认为最大基本误差是不变的，因此被测定值比全标度值越小，相对测定误差就越大。 另外，在使用上述电压表测量实际值为10V的电压的情况下，相对误差一般是，在测量实际值为40V的电压的情况下，相对误差一般是发生的最大基本误差是，在选择仪表的范围时，测量的值在仪表的全尺度值的一半以上电表表中的几个符号，13.2电表的型号，T=f (I )，直读式仪表的基本构成：根据工作原理把常用的直读式仪表分为磁电式、电磁式和电动势等几类。 直读式仪表测量各种电量的基本原理是，仪表通电后产生电磁作用，可动部分受到扭矩旋转。 在转矩和通电电流间，固定有13.2电器的型号、13.2.1磁电式仪器、

4、1 .构造、螺旋弹簧、(1)马蹄形永磁铁极掌NS圆柱形铁心等. (2)可动部铝框架和线圈的两根半轴o、o螺旋弹簧和指针。 极掌和铁芯之间的气隙长度均匀，其中产生均匀的放射方向的磁场。2 .工作原理、(1)旋转扭矩t的产生、(2)阻力扭矩TC的产生、线圈和指针旋转时，螺旋弹簧被扭转而产生阻力扭矩TC。 线圈通电电流I电磁力f、线圈通电电流I的电磁力f的线圈通过扭矩t线圈和指针旋转，弹簧的TC与指针的偏转角成比例的TC=k2，弹簧的电阻扭矩t和线圈受到的扭矩TC平衡时，可动部停止旋转，在该情况下，T=TC， 另外，若弹簧阻尼器扭矩和旋转扭矩平衡，则可旋转部分停止旋转，T=k1I，TC=k2。 在仪

5、表的刻度上标上均匀的刻度。 3 .发生阻尼作用，当线圈中流过电流而偏转时，铝框架切断磁通，在框架内引导电流，该电流与磁场发生作用，产生与旋转方向相反的制动力，所以可旋转的部分受到阻尼作用，在平衡位置迅速停止。 也就是说，结论是指针的偏转角，的指针偏转的角度与线圈中流动的电流成比例。4 .用途，5 .优点刻度均匀灵敏度和精度高，衰减力强，功耗小，外界磁场影响小。缺点是只能测定直流，价格高，无法承受大的过载。 测量直流电压、直流电流、电阻。 13.2.2电磁式仪表，1 .构造，主要部分有固定的圆形线圈，线圈内部有固定的铁片，旋转轴有固定的可动铁片。2 .工作原理、仪表的旋转扭矩T=k I、弹簧的电

6、阻扭矩tc=k2、弹簧的电阻扭矩TC与指针的偏转角成比例，即，T=TC时，可动部分停止旋转，即，指针的偏转角，结论：指针的偏转角与直流电流或交流电流的有效值的平方成比例。 线圈中流过电流I磁场，线圈中流过电流I磁场时，固定和可动铁片被磁化(相同端部的极性相同)，可动片受到排斥力使指针旋转。 因为交流的有效值、指针的偏转角度与直流电流或交流有效值的平方成比例，所以仪表标尺上的刻度不均匀。 连接轴的活塞在小室移动，产生阻尼力空气阻尼器。 3 .用途：4 .优点：结构简单，价格便宜，可用于交流直流，可测量大电流，允许大过载。 缺点：由于刻度不均匀，容易受到外部磁场和铁片的滞后和涡电流(交流测定时)的

7、影响，所以精度低。 测量交流电压、交流电流。 13.2.3电动式仪表，1 .结构，两个线圈：固定线圈和可动线圈。 可动线圈、指针和空气阻尼器的活塞固定在旋转轴上。2、工作原理、固定线圈的电流i1(i1 )磁场可动线圈的电流I2 (i2 )和磁场相互作用电磁力f线圈受到扭矩t线圈和指针而旋转，仪表的旋转扭矩在直流中流动时，T=k1I1I2，在交流中流动时，t=k1i1i2i2os， i1和i2的有效值i1和i2之间的相位差是弹簧的阻力转矩tc=k2，弹簧的阻力转矩TC与指针的偏转角成比例，即，当T=TC时，可动部分停止旋转，即，指针的偏转角为：的指针的偏转角与两个电流(对交流有效的值)的积仪表转

8、矩流过直流时，T=k1I1i2，流过交流时，t=k1i1i2i2os，=ki1i2cos (交流)，i1和I2间的相位差，4 .优点：用于交流的精度高。 缺点：外部磁场影响大，不能承受大的过载。 3、用途测量交流直流电压、电流及功率。 13.3电流的测定，电流计的内阻小。 用于测量直流电流流动的磁电式电流计可以在测量机构上并联连接分流电阻RA，以扩大电流计的范围。 电流表必须串联连接在电路上。 式中：测定r0-测定机构电阻ra-分流的电阻，测定直流通电常用磁电式电流计，测定交流通电常用电磁式电流计。 根据、可知，分流电阻必须随着需要扩大的范围越大而越小。 例如：有磁电式电流计，没有分流时，报头

9、的全刻度电流为5mA，报头电阻为20。 现在想把量程(满量程值)设定为1A，分流电阻是多少，13.4电压的测量，表内电阻高。 测量直流电压一般是磁电式电压表，要扩大电压表的范围，要在测量机构上串联连接倍压电阻RV。 电压表必须并联连接在被测电路的两端。 式中：测定R0 测量机构电阻RV 倍电压器的电阻、直流电压的通常是磁电式电压表，测量流过交流电流常用的电磁式电压表。 由此可知，得到串联电阻，扩大的范围越大，串联电阻就越大。 例：有电压表，其范围是50V，内阻是2000 。 现在我想把那个范围扩大到300V，需要串联多少电阻的倍压器？ 13.5.1磁电式测试仪。 测量直流电流、直流电压、交流电

10、压和电阻等。、13.5万用表、MF-30型测试仪的面板图、机械零调整、开关开关、零欧姆调整、13. 5. 1磁电式测试仪、1 .直流电流的测量、测量直流电流的原理电路，RA1 RA5通过分流电阻、改变开关的位置来分流范围越大分流电阻越小。 13.5万用表、直流调整电位器、13.5万用表、13. 5. 1磁电式测试仪、2 .直流电压的测量，RV1 RV3构成倍压器的电阻，一改变开关的位置就改变倍压器的电阻，改变电压范围。 范围越大，倍压器的电阻越大。 测量直流电压的原理电路，3 .交流电压的测量，磁电式仪表只能测量直流。 测量交流时，如图中的D1和D2所示，需要附加整流元件。 在正的半周期中，D

11、1和一部分电流通过千分尺流过。 在、负的半周期中，直接流过D2，从“端流过电流。 普通万用表仅适用于频率451000Hz的电压测量。 通过千分尺的是半波电流，应该读那个电流的平均值。 因此，增加了用于改变表盘刻度的交流调整音量(图中600 )的读数表示换算成了正弦波电压的有效值。 4 .测量电阻、电阻时，需要装上电池，测量的电阻越小，电流越大，指针的偏转角度越大。 测量电阻的原理电路，注意： (1)测量前将“-”和“-”的两端短路，看指针是否指向零。 否则，请调整零音量(图中的1.7k电阻)进行校正。 (2)绝对不能在带电线路上测量电阻。 最终需要把切换开关切换到高电压范围。 13. 5. 2

12、数字多功能表，DT - 830型数字多功能表的测量范围和使用方法，1 .测量范围，(1)直流电压分为5速：mv、2V、20V、200V、1 000V。 (2)交流电压分为5速：mv、2V、20V、200V、750V。 (3)直流电流分为5速：a、2mA、20mA、200mA、10A。 (4)交流电流分为5速：v、2 mA、20mA、200mA、10A。 (5)电阻为6速：2k、20k、200 k、2m、20m、13. 5. 2数字万用表、2 .面板说明、DT-830型万用表的面板图；(2)电源开关：使用时将开关置于“ON”位置，使用后将“OFF”位置(3)切换开关：用于选择功能和范围。 根据测

13、量的电量(电压、电流、电阻等)选择适当的功能位，根据被测量范围的大小选择适当的范围。 (4)输入插座：把黑色的测试笔插入“COM”的插座。 对于红色的测试笔，有在测量电压和电阻时插入“v”插座的3种插入法，测量小于200mA的电流时插入“mA”插座，测量200mA以上的电流时插入“10A”插座。 (1)显示器：显示4位数字，最高位只显示1位，或者不显示数字，计算一半的位，所以称为3位半。 最大的指示是1999或1999。 测量的值超过最大指示值时，显示“1”或“1”。 13.6电力的测量，13.6.1单相交流和直流电力的测量，通常用电动式仪表测量电力，电力表的接线图，负载，固定线圈：卷数少，导

14、线粗，与负载串联作为电流线圈。 可动线圈：匝数多，导线细，与负载并联，作为电压线圈。 工作原理：I2比例u，并且I2和u被认为是同相的：13.6功率的测量，13. 6. 2三相功率的测量，三相三线制中，广泛使用二电表测量三相功率。 两功率计为三相功率、工作原理：三相瞬时功率：因此p=uaiaubibuc (-ia-IB ) IC=(ua-UC ) ia (ub-UC ) IB=uaciaubib=p1p 2、p=pA pB pC=uA iA uB iB uC iC、ia IB式中为uAC和iA的相位差，式中为uBC和iB的相位差，两功率计的读取值之和为p=p2=UACiacosubcIBCSI

15、，负载对称的情况下，p1=UACICSIcos，=UL IL cos (30- )； 根据相位容量图可以看出，在p2=ubcdicos、=ULIL cos (30 )中，两个功率计的读取值为p=p1p2=uli lcos (30) u licos (30 )，并且两表法中的三相功率在60的情况下，P1应该是正值，P2应该是负值，p=p1-p2，并且三相功率应该是两个功率计的读取值的代数和。 其中一个电表的读数没有意义。 三相电力计的连接图在实用上是用一个三相电力计(二元电力计)代替两个单相电力计来测量电力。 13.7兆，兆：检查电机、电器及线路的绝缘状况，测定高值电阻。 1 .结构、兆欧结构图

16、，两个线圈同轴固定，相互垂直。 一个线圈与电阻r串联连接，另一个线圈与被测量电阻Rx串联连接，两者与直流电源连接。 永久磁铁，磁场不均匀，直流发电机，用手摇动线圈，2 .工作原理是，测量时通过线圈的电流，线圈受到磁场的作用，产生两个方向相反的扭矩，f1 ()和f2 ()分别是两个线圈所在的磁感应强度和偏转角的函数关系。T1=k1 I1 f1 ()、T2=k2 I2 f2 () )、仪表的可动部分因转矩而偏转，直到两个线圈产生的转矩平衡为止。 2 .工作原理，在两个线圈中产生的扭矩平衡时，存在T1=T2，即k1i1f1()=k2i2f2 ()，上式表示偏转角与两个线圈中的电流的比有关，因此被称为电流比计。 所以结论：1.偏转角与被测电阻Rx有一定的函数关系，因此角可以反映被测电阻的大小。 3 .仪表的偏转角与电源电压u无关，因此摇手转动发电机的速度不影响读数。 用13.8桥测量电阻、电容器和电感，13.8.1直流桥，2 .工作原理，1 .电路，最常用的单手直流桥(惠斯顿桥)测量约10.1m的电