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）第三章第一节 电磁系测量机构和整流系测量机构 教案

教 案 首 页 章节序号 12 章节名称 3-1 电磁系测量机构和整流系测量机构 教学目标 1．熟悉电磁系和整流系测量机构的结构。 2．掌握电磁系和整流系测量机构的工作原理。 3．掌握电磁系和整流系测量机构的特点。 教学重、难点及 解决方法 重 点：电磁系测量机构的结构和特点。 难 点：电磁系测量机构的工作原理。 解决办法：通过与磁电系仪表结构、原理、特点等对比的学习方法，加深同学们对电磁系仪表的理解。 授课教具 电磁系电流表和电压表、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 本节课采用对比的学习方法，既复习了磁电系仪表的结构、原理和特点，又能讲清楚电磁系仪表的结构、原理和特点，取得了举一反三的效果。同时，在学习的过程中，应充分理解通电线圈和磁场之间的关系，这样才能进一步地学习好本节课的内容。 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.发放习题册或作业本。 【复习提问】 1.磁电系仪表主要组成部分？ 2.磁电系仪表中，游丝的作用是什么？ 3.为什么磁电系仪表只能测量直流？ 【教学引入】 交流电流表和交流电压表的测量机构多采用电磁系测量机构和整流系测量机构。由于电磁系测量机构具有结构简单、抗过载能力强、价格便宜等优点，故在安装式交流电流表和交流电压表中被广泛采用。将磁电系测量机构加装整流电路，使得交流量通过整流变为直流量，磁电系测量机构也就成为了能够测量交流量的整流系测量机构。随着时代的发展，数字式交流电流表和交流电压表应用也越来越广泛。 【讲授新课】 测量交流电流和电压的专用仪表就是交流电流表和交流电压表，而指针式交流电流表和交流电压表的核心都是电磁系测量机构。 一、电磁系测量机构 1.电磁系测量机构的结构 电磁系测量机构主要由固定线圈和可动软磁铁片组成。根据其结构形式的不同，可分为吸引型和排斥型两类。 1.吸引型测量机构 （1）结构 吸引型测量机构的固定线圈和偏心地装在转轴上的可动铁片组成产生转动力矩的装置。转轴上还装有指针、阻尼片和游丝等。另外，为防止磁感应阻尼器中永久磁铁的磁场对线圈磁场产生影响，在永久磁铁前加装了用导磁性能良好的材料制成的磁屏蔽。 在电磁系测量机构中，游丝的作用只是产生反作用力矩，而不通过被测量的电流。 （2）工作原理 当固定线圈通电后，线圈产生磁场B，将可动铁片磁化并对铁片产生吸引力，使固定在同一转轴上的指针随之发生偏转，同时游丝产生反作用力矩。线圈中电流越大，磁化作用越强，指针偏转角就越大。当游丝产生的反作用力矩与转动力矩相平衡时，指针就稳定地停留在某一位置，指示出被测量的大小。显然，当通过线圈的电流方向改变而大小不变时，线圈产生的磁场极性及可动铁片被磁化的极性也同时改变，但它们之间的作用力仍是吸引力，转动力矩的大小和方向不变，保证了指针偏转角不会改变。所以，吸引型电磁系测量机构可用来组成交、直流两用仪表。 2.排斥型测量机构 （1）结构 排斥型测量机构的固定部分包括固定线圈以及固定在线圈内侧壁上的固定铁片。可动部分包括固定在转轴上的可动铁片、游丝、指针及阻尼片等，阻尼装置采用了磁感应阻尼器。 （2）工作原理 当电流通过固定线圈时，产生磁场B，使固定铁片和可动铁片同时磁化，且两铁片的同一侧为相同的极性。由于同性磁极相互排斥，产生的转动力矩使可动铁片转动，带动指针偏转。当游丝产生的反作用力矩与转动力矩相平衡时，指针就停留在某一位置，指示出被测量的大小。如果线圈中电流方向改变，线圈产生磁场的方向会随之改变，两铁片的磁化极性也同时改变，但其相互间排斥力的方向不变。所以，排斥型电磁系测量机构组成的电磁系仪表同样适用于交、直流测量。 综上，电磁系测量机构的工作原理是利用通电固定线圈产生磁场，使铁片磁化。然后利用线圈与铁片（吸引型）或铁片与铁片（排斥型）的相互作用产生转动力矩，带动指针偏转。 3.指针偏转角与线圈中电流的关系 M=K1（NI）2 式中，M 为转动力矩，K 1 为比例系数，N 为线圈匝数，I 为线圈中的电流。 上式说明，电磁系测量机构的转动力矩M与被测电流的平方成正比，因此可用来测量被测电流的大小。 4.电磁系仪表的特点 （1）优点 既可测量直流，又可测量交流。 可直接测量较大电流，过载能力强，并且结构简单，制造成本低。 （2）缺点 标度尺刻度不均匀。 易受外磁场影响。 4.电磁系仪表减小外磁场影响的方法 （1）磁屏蔽 （2）无定位结构 二、整流系测量机构 除了前面所讲的电磁系交流电压表和电流表之外，目前，许多安装式交流电压表和电流表也采用了整流系仪表