[物理]第十三章 电工测量电工课件.ppt

第13章 电工测量 13.1 电工测量仪表的分类 3. 按照电流的种类分类（见上表） 13.2 电工测量仪表的型式 13.3 电流的测量 13.4 电压的测量 13.5 万用表 13.5.2数字式万用表 13.5.2数字式万用表 13.6 功率的测量 13.6 功率的测量 13.7 兆欧表 13.8 用电桥测量电阻、电容和电感 13.9 非电量的电测法 13.6.1 单相交流和直流功率的测量 通常用电动式仪表来测量功率 功率表的接线图 电压线圈 电流线圈 u i2 i1=i + – * * 负载 固定线圈：匝数少，导线粗， 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正比U，且可认为i2与u同相 所以： 13.6.2 三相功率的测量 在三相三线制中，广泛采用两功率表来测量三相功率。 iA W1 W2 * * * * iB iC A B C 两功率表测量三相功率 工作原理： 三相瞬时功率： 所以， p = uA iA + uB iB + uC(–iA– iB) = (uA – uC ) iA + ( uB – uC ) iB = uAC iA + uBC iB = p1+ p2 p = pA+ pB+ pC = uA iA + uB iB + uC iC 因为，iA+ iB+ iC= 0 可见，三相功率可用两个功率表来测量。 式中 ?为uAC和iA之间的相位差。 iA W1 W2 * * * * iB iC A B C W1 的读数为 W2 的读数为 式中 ?为uBC和iB之间的相位差。 两功率表读数之和为 P = P1+ P2 = UAC IA cos? + UBC IB cos ? 30o ? ? 当负载对称时， ? ? P1 = UAC IA cos? = Ul Il cos (30o– ? ) P2 = UBC IB cos ? = Ul Il cos (30o+ ? ) 由相量图可知，两功率表的读数为 两功率表读数之和为 P = P1+ P2 = Ul Il cos (30o– ? )+ Ul Il cos (30o+ ? ) 可见，采用两表法可测量三相功率。 当? 60o时，P1和P2 均为正值，P = P1+P2 当? 60o时，P1为正值，P2为负值，P = P1– P2 三相功率应是两个功率表读数的代数和，其中任意一个功率表的读数是无意义的。 * * * * A B C 三相功率表的连接图 实用中，常用一个三相功率表（二元功率表）代替两个单相功率表来测量功率。 兆欧表：用于检查电机、电器及线路的绝缘情况和测量高值电阻。 1. 结构 兆欧表构造示意图 两个线圈固定在同一轴上且相互垂直。一个线圈与电阻R串联，另一个线圈与被测电阻Rx串联，两者并联接于直流电源。 永久磁铁 线圈 手摇直流发电机 磁场是不均匀的 ∞ Ω 1000 500 200 100 30 10 0 F2 N S U I2 Rx R I1 + - M F2 I F1 F1 2. 工作原理 在测量时，通过线圈的电流 线圈电阻 线圈受到磁场的作用，产生两个方向相反的转矩， f1 (?)和 f2 (?)分别为两个线圈所在处的磁感应强度与偏转角?之间的函数关系。 ∞ Ω 1000 500 200 100 30 10 0 F2 N S U I2 Rx R I1 + - M F2 I F1 F1 T1 = k1 I1 f1 (?) T2 = k2 I2 f2 (?) 仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转，直到两个线圈产生的转矩平衡。 2. 工作原理 当两个线圈产生的转矩平衡时，有 T1 = T2 即 k1 I1 f1 (?) = k2 I2 f2 (?) 上式表明，偏转角 ? 与两线圈中电流之比有关， 故称为流比计。 因 所以 结论：1. 偏转角?与被测电阻Rx有一定的函数关系，所以?角可以反映出被测电阻的大小。 3. 仪表的偏转角?与电源电压U无关，所以手摇发电机转动的快慢不影响读数。 13.8.1直流电桥 2. 工作原理 1. 电路 E – + G R3 R4 R1 R2 IG 最常用的单臂直流电桥( 惠斯登电桥）用来测量约 1? 到0.1M?电阻。 当检流计G中无电流流过时，电桥达到平衡。 电桥平衡的条件为 R1 R4 =R2 R3 设R1= Rx 为被测电阻，则