2.2 交流电流表测量电流（课件）-《电气测量技术》同步精品课堂（高等教育出版社）

2.2 交流电流表测量电流 电气测量技术 高教版 同步精品课堂 学习目标 认识交流电流表 探究交流电流表测量电流的工作原理 使用交流电流表测量电流 交流电流表测量电流时的故障排除 知识目标 能力目标 新知学习 一、识——认识交流电流表 常见的交流电流表如图所示，以小组为单位，仔细观察交流电流表，认 识其外形与结构，学会识读表盘和刻度。 新知学习 一、识——认识交流电流表 1.结构 以J0414 型交流电流表为例介绍 新知学习 一、识——认识交流电流表 2.认识交流电流表的表盘 J0414 型交流电流表的表盘如图所示。 新知学习 一、识——认识交流电流表 2.认识交流电流表的表盘 1 交流电流表与直流电流表表头类似，J0414型交流电流表为双量程交流电流表 当量程选择500mA时，表头刻度盘满刻度为500mA,每大格为100mA,每小格为10mA; 当量程选择为100mA 时，表头刻度盘满刻度为100mA,每大格为20mA,每小格为2mA。 2 3 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 交流电流表的核心一般是电磁系测量机构或者整流系测量机构，下面主要以电 磁系测量机构为例介绍其工作原理。 电磁系测量机构分为固定部分和可动部分，根据其结构形式的不同，可以分为 吸引型、排斥型和排斥-吸引型。 1.电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 吸引型电磁系测量机构的结构 如图所示，由固定线圈、转动 装置、指针、阻尼片和游丝等组成。它 的固定部分由固定线圈组成。 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 吸引型电磁系测量机构的结构 如图所示，由固定线圈、转动 装置、指针、阻尼片和游丝等组成。它的固定部分由固定线圈组成。 活动部 分由装在转轴上的可动铁片、指针、 阻尼片及游丝等组成。游丝的作用只 是产生反作用力矩，而不通过电流。 固定线圈和可动铁片组成了一个电 磁系统。固定线圈的形状是扁平的，中间有一条窄缝，可动铁片可以转入此窄缝内。 (1)吸引型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 吸引型电磁系测量机构的结构 如图所示，由固定线圈、转动 装置、指针、阻尼片和游丝等组成。它的固定部分由固定线圈组成。 当固定线圈中有电流通过时，其附近就产生磁场，使可动铁片磁化。固定线圈 与可动铁片之间产生吸引力，从而产生转动力矩，引起指针偏转。当转动力矩与游 丝产生的反作用力矩相等时，指针便稳定在某一平衡位置，从而指示出被测量的大 小。 (1)吸引型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 吸引型电磁系测量机构的结构 如图所示，由固定线圈、转动 装置、指针、阻尼片和游丝等组成。它的固定部分由固定线圈组成。 由此可见，吸引型电磁系测量机构是利用通有电流的线圈和铁片之间的吸引 力来产生转动力矩的。当固定线圈中的电流方向改变时，固定线圈所产生的磁场 的极性和被磁化的铁片的极性同时随之改变。 (1)吸引型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 吸引型电磁系测量机构的结构 如图所示，由固定线圈、转动 装置、指针、阻尼片和游丝等组成。它的固定部分由固定线圈组成。 因此，固定线圈与可动铁片之间的 作用力方向仍保持不变，也就是说，指针的偏转方向不会随电流的方向而改变。可 见这种电磁系仪表可以用于交流电路中。 (1)吸引型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 吸引型电磁系测量机构的结构 如图所示，由固定线圈、转动 装置、指针、阻尼片和游丝等组成。它的固定部分由固定线圈组成。 吸引型电磁系测量机构由于结构上的 原因，不能达到较高的准确度，一般用于安装式仪表或0.5级以下的便携式仪表。 (1)吸引型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 排斥型电磁系测量机构的结构如图2-1-15所示。 (2)排斥型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 排斥型电磁系测量机构的结构 它的固定部分由圆形的固定线 圈和固定在其内壁的固定铁片组成。活动部分由固定在转轴上的可动铁片、游丝、指针 及阻尼片等组成。当线圈中通有电流时，电流所产生的磁场使固定铁片和可动铁片同时被磁化，并且两个铁片同一侧的磁化极性相同，从而产生排斥力，使指针偏转。 (2)排斥型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 (2)排斥型电磁系测量机构 当转 动力矩与游丝产生的反作用力矩平衡时，指针便稳定在某一位置 从而指示出被测量的 大小。当线圈中的电流方向发生改变时，它所建立的磁场方向随之改变，两个被磁化 铁片的极性也同时改变，但两个铁片仍然相互排斥 因此转动力矩的方向依然保持不 变，即指针的偏转方向不会改变，所以这种排斥型电磁系测量机构可用于交流电路中。 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 (2)排斥型电磁系测量机构 由于排斥型电磁系测量机构中线圈的电感相对变化小，故频率误差容易补偿 因 此可以制成0.2级或0.1级的高准确度仪表。 目前，国内外高准确度的电磁系仪表一 般采用排斥型电磁系测量机构。此外，排斥型电磁系测量机构的标度尺较为均匀。 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 排斥型电磁系测量机构的结构 它的固定线圈也是圆形 的，它与排斥型电磁系测量机构的主要区别是固定于固定线圈内壁上的固定铁 片及与转轴相连的可动铁片均有两个。 (3)排斥-吸引型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 排斥型电磁系测量机构的结构 两组铁片分别位于轴心两侧。当线圈 中有电流通过时，两组铁片同时被磁化。可动铁片A 与固定铁片B、固定铁片 A'与可动铁片B′ 之间因极性相同而相互排斥；而A 与 B' 、A ' 与B 之间因极 性相异而相互吸引。 (3)排斥-吸引型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 排斥型电磁系测量机构的结构 随着可动部分的转动，排斥力逐渐减弱而吸引力逐渐增强。 在这种结构中，转动力矩是由排斥力和吸引力共同作用而产生的。 (3)排斥-吸引型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 排斥型电磁系测量机构的结构 排斥-吸引型结构的转动力矩较大，因而可制成广角度指示仪表，但由于铁心结构(可动铁片、固定铁片)复杂，磁滞误差较大，所以准确度不高，一般用于安装式仪表。 (3)排斥-吸引型电磁系测量机构 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 由于电磁系交流电流表的固定线圈直接串联在被测电路中，所以要制造不同量 程的电流表时，只要改变固定线圈的线径和匝数即可。 1 一般情况下，电磁系交流电 流表的量程越大，线圈导线越粗，匝数越少，测量线路十分简单。 2 为使用方便，电磁系交流电流表一般制成多量程，但要扩大电流量程不能采用 并联分流电阻的方法，这是因为电磁系交流电流表的内阻较大，所以要求分流电阻 也较大，这会造成分流电阻的体积和功率损耗都很大。 3 2. 电磁系交流电流表的量程 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 电磁系交流电流表扩 大量程时一般将固定线圈分成两段，然后利用分段线圈的串、并联来实现。图所示为双量程电磁系交流电流表的电路。当连接片按图(a) 所示连接，两段线圈串联， 表的量程是I; 按图(b) 所示连接时，两段线圈并联，表的量程为2I。 新知学习 二、探——探究交流电流表测量电流的工作原理 电磁系测量机构的优点： 缺点： 既可测量直流，又可测量交流 过载能力强， 制造成本低 01 02 标度尺刻度不均匀 易受外磁场影响 01 02 新知学习 三、做——使用交流电流表测量电流 测量前要检查交流电流表的指针是否 指在零刻度，若不指在零刻度，需旋转调 零旋钮进行机械调零 机械 调零 新知学习 三、做——使用交流电流表测量电流 测量前先估计被测电流的大小，选择 合适的量程，若无法估计被测电流的大 小，则应从最大量程开始试测，逐步换成 合适的量程 选择合适的量程 新知学习 三、做——使用交流电流表测量电流 切断电源，将电流表串联接入被测电 路，在测量较高电压电路的电流时，电流 表应串联接在被测电路中的低电位端，若 测量更大的交流电流，如大于5A,一般应 使用电流互感器进行测量 测量 新知学习 三、做——使用交流电流表测量电流 接通电源，观察交流电流表指针的偏转 情况，读取测量结果。如右图所示，所选 量程为500 mA,读数为320 mA 读数 新知学习 四 、修 — — 交流电流表测量交流电 流时的故障排除 交流电流表测量电流时的常见故障及排除方法 常见故障 主要原因 排除方法   卡针 ①阻尼片碰擦阻尼箱； ②固定铁片、可动铁片松动而相碰； ③可动铁片碰电流线圈； ④阻尼片碰到永久磁铁 此类故障都是由各部件间相对位置发生变 化而引起的，所以只要将它们调回到正确位 置，就可以消除卡针现象 指针抖动 测量机构的固有机械振动频率与 转矩频率共振 ①增加或减少可动体的质量； ②更换游丝 新知学习 四 、修 — — 交流电流表测量交流电 流时的故障排除 交流电流表测量电流时的常见故障及排除方法 常见故障 主要原因 排除方法 测量机构有 响声 ①阻尼片碰到永久磁铁； ②屏蔽罩松动； ③阻尼机构零件有松动 ①调整阻尼片，使其位于永久磁铁空隙的 中 间 ； ②紧固屏蔽罩； ③针对松动部分将其紧固 通电后指针向 反方向偏转 固定铁片的铝罩位置装反 调整铝罩的位置       误差大       ①测量线路感抗大； ②测量机构中铁磁元件的剩磁大 ①改变附加电阻的绕制方法(双线并 绕)或并联一只电容，尽可能地消除感抗； ②将有剩磁的元件退磁，这一点在实际 工作中很难做到，对于精密仪表就更困难， 所以在这种情况时，可对仪表进行降级处 理，或者将仪表仅用于一般指示用的场合。 一般指示用的场合是指对仪表准确度没有 要求，只是观察有没有指示的场合 新知学习 四 、修 — — 交流电流表测量交流电 流时的故障排除 交流电流表使用时的注意事项： 1 保存在干燥无腐蚀性气体的环境中。 2 由于外磁场能影响指针的偏转角度，所以使用中尽可能避开外磁场的影响，以防测量不准确。 3 由于精确度低，要多次测量求其平均值作为测量值。 1.交流电流表与直流电流表的主要区别是什么？ A. 外观不同 B. 测量原理不同 C. 价格不同 D. 品牌不同 课堂练习 答案：B 解析：交流电流表和直流电流表的主要区别在于它们的测量原理。交流电流表设计用于测量交流电流，其内部构造和工作原理与直流电流表不同。 2.使用交流电流表测量电流时，电流表应该与负载如何连接？ A. 串联 B. 并联 C. 串联或并联 D. 无关紧要 课堂练习 答案：A 解析：与直流电流表一样，交流电流表在测量电流时也应该与负载串联。 3.交流电流表可以测量直流电流吗？ A. 可以 B. 不可以 C. 有时可以 D. 取决于电流大小 课堂练习 答案：B 解析：交流电流表设计用于测量交流电流，不适用于测量直流电流。 4.钳形电流表适用于测量哪种类型的电流？ A. 直流电流 B. 交流电流 C. 两者都可以 D. 两者都不行 课堂练习 答案：B 解析：钳形电流表通常用于测量交流电流，因为它可以方便地夹在电线上而不需要断开电路。 使用钳形电流表测量电流时，需要注意什么？ A. 钳口必须完全闭合 B. 只能测量塑料绝缘的电线 C. 只能测量没有负载的电路 D. 需要将电线切断 5.使用钳形电流表测量电流时，需要注意什么？ A. 钳口必须完全闭合 B. 只能测量塑料绝缘的电线 C. 只能测量没有负载的电路 D. 需要将电线切断 课堂练习 答案：A 解析：使用钳形电流表时，确保钳口完全闭合在电线上是非常重要的，以获得准确的读数。 6.交流电流表的读数通常受到哪些因素的影响？ A. 环境温度 B. 电线的颜色 C. 电流表的品牌 D. 电流的相位 课堂练习 答案：A 解析：环境温度可能会影响交流电流表的内部组件，从而影响读数的准确性。 7.为什么在测量交流电流时，电流表的读数可能会随时间变化？ A. 电流表故障 B. 交流电的周期性变化 C. 电路中有直流分量 D. 电流表的读数总是随机的 课堂练习 答案：B 解析：交流电流的大小和方向随时间周期性变化，因此电流表的读数也会随之变化。 8.三相交流电路中，测量电流时需要注意什么？ A. 只需要测量一相 B. 必须测量所有三相 C. 可以随意选择一相测量 D. 需要考虑相位差 课堂练习 答案：D 解析：在三相交流电路中，由于存在相位差，通常需要测量所有三相的电流，并考虑它们之间的相位关系。 课堂小结 1、简述交流电流表测量电流时的常见故障及排除方法。 2、简述使用交流电流表测量交流电流的方法。 3、简述双量程电磁系交流电流表的电路。 作业布置 感谢观看 $$