2022-2023学年第一学期广东中职高一劳动版电工仪表与电气测量（第二版）第二章第一节 磁电系测量机构 教案

教 案 首 页 章节序号 7 章节名称 2-1 磁电系测量机构 教学目标 1．掌握磁电系测量机构的结构和工作原理。 2．理解磁电系仪表的优缺点。 3．熟悉直流检流计的结构和使用注意事项。 教学重、难点及 解决方法 重 点：1.磁电系测量机构的结构。 2.磁电系测量机构的工作原理。 3.磁电系测量机构的特点。 难 点：磁电系测量机构的工作原理。 解决办法：磁电系测量机构的结构应利用教具或多媒体课件展示。在结构清晰的条件下，利用电工基础电磁的知识点分析其工作原理。突出磁电系测量机构只能用于直流的测量这一最大特点展开。 授课教具 指针式直流电流表和电压表、多媒体教学设备。 授课方法 讲授法、直观演示法。 教学反思 和建议 磁电系测量机构是直流电流表和直流电压表的核心，本节课是指针式仪表的基础和核心，故安排2课时分析其工作原理和结构特点，可以结合电工基础中的电磁知识点，讲清讲透，为后续其他测量机构的学习打下基础。 教 学 活 动 教 学 过 程 与 教 学 内 容 教师活动 学生活动 【组织教学】 1.巡查教学环境； 2.督促学生手机关机，集中放入手机袋，统一保管； 3.指导学生自查课堂教学材料的准备情况； 4.发放习题册。 【复习提问】 1.电工数字仪表的核心。 2.电工数字仪表的组成。 3.电工数字仪表各部分的作用。 【教学引入】 电流与电压的测量是最基本的电工测量。通过测量电流的大小和电压的高低可以判断电气设备是否处于正常的工作状态，并确定故障的位置，因此在生产实际中应用十分广泛。测量电流和电压的基本工具是电流表和电压表，它们可以由不同类型的测量机构组成。 【讲授新课】 任何一种电工指示仪表都是由测量机构和测量线路两部分组成的，其中测量机构是整个指示仪表的核心，只要在磁电系测量机构的基础上配合不同的测量线路，就能组成各种形式、各种量程的直流电流表和直流电压表。 一、磁电系测量机构的结构 磁电系测量机构主要由固定的磁路系统和可动的线圈两部分组成。 磁电系测量机构的固定部分由永久磁铁、极掌以及圆柱形铁芯组成。磁电系测量机构的可动部分由绕在铝框上的线圈、线圈两端的转轴、与转轴相连的指针、平衡锤以及游丝组成。 磁电系测量机构中游丝的作用有两个：一是产生反作用力矩；二是把被测电流导入和导出可动线圈。 二、磁电系测量机构的工作原理 磁电系测量机构是根据通电线圈在磁场中受到电磁力作用发生偏转的原理而制成的。 当可动线圈中通入直流电流I时，载流线圈在永久磁铁的磁场中受到电磁力的作用，从而形成转动力矩M，使可动线圈发生偏转。由于M∝I，即通过线圈的电流越大，线圈受到的转动力矩越大，仪表指针偏转的角度α也越大；同时，游丝扭得越紧，由于Mf∝α，故反作用力矩也越大。当线圈受到的转动力矩与反作用力矩大小相等，即M=Mf时，线圈就停留在某一平衡位置。此时，指针指示的值即为被测量的大小。 在磁电系测量机构中，根据磁路系统的结构不同，又可分为外磁式、内磁式和内外磁式三种形式， 三、磁电系仪表的特点 1.优点 准确度高、灵敏度高。由于永久磁铁的磁性很强，能在很小的电流作用下产生较大的转矩。所以，由摩擦、温度改变及外磁场影响所造成的误差相对较小，因而准确度很高。另外，当磁场强度很大时，灵敏度必然也较高。 功率消耗小。由于通过测量机构的电流很小，故仪表本身消耗的功率很小，对被测电路的影响很小。 刻度均匀。由于磁电系测量机构指针的偏转角与被测电流的大小成正比，因此仪表标度尺的刻度是均匀的，便于准确读数 2.缺点 过载能力小。由于被测电流要通过游丝与线圈连通，而线圈的导线又很细，因此一旦过载，容易导致游丝弹性减弱，甚至烧毁线圈。所以，磁电系仪表的过载能力很小。 只能测量直流电流。由于永久磁铁的极性是固定不变的，所以只有在线圈中通入直流电流，仪表的可动部分才能产生稳定的偏转。如果在线圈中通入交流电流，则产生的转动力矩也是交变的，可动部分由于惯性作用而来不及偏转，仪表指针只能在零位附近抖动或不动。所以，磁电系仪表只能直接测量直流电流。 四、直流检流计 直流检流计是一种专门测量微小电流或电压的高灵敏度仪表，主要在以直流电工作的电测仪器（如电位差计、电桥等）中作指零仪使用。 1.直流检流计的结构 直流检流计是磁电系仪表，它是根据载流线圈在磁场中受到力矩作用而偏转的原理制成的，为了提高检流计的灵敏度，通常在磁电系测量机构的基础上采取以下措施： （1）采用张丝弹片支撑或悬丝支撑代替轴尖轴承支撑 （2）用光标式指示器代替指针式指示器 2.直流检流计的使用注意事项 （1）搬动直流检流计时必须轻拿轻放。 （2）使用时，要将直流检流计按正常工作位置放置。有水准仪者，使用前要先调整为水平，没有水准仪则应放置在水平位置上使用。