专题五 测直流和交流电流（课件）-《电气测量技术》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题五 测直流和交流电流 《电气测量技术》（第2版） 高教社 专题复习讲练测 依据山东省考纲编写 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.真题或常考题讲解 05 五.内容归纳小结 04 四.课内练习及讲评 目录 一、考纲解读 4.交流电流表：明确交流电流表读数是有效值这一要点，以及在测量含有谐波、非正弦交流电时读数的意义和局限性。 3.万用表测量直流电流：考查挡位选择和表笔的正确插入位置，测量时如何正确将万用表串联接入电路，特别是在复杂电路中断开和连接的位置、万用表内部故障等。 添加标题 2.交流电流表（电磁式和电动式）：对于电磁式，常考被测电流产生的磁场与铁芯磁场相互作用原理，以及这种原理如何决定指针的偏转情况。 1.直流电流表：考查磁电式原理，即理解通电线圈在永久磁铁磁场中受力偏转与直流电流的关系，可能会涉及根据原理推导表头参数（如满偏电流、内阻等）与测量值的联系，或者解释指针偏转方向与电流方向的一致性。 02 04 01 常见考点 03 一、考纲解读 1.熟练掌握直流电流表测量电流的操作方法，包括根据被测电流大小准确选择量程。 1 2.对于万用表测量直流电流，能正确完成测量前的准备工作（选择合适挡位和量程、插入表笔），准确将万用表串联接入电路进行测量。 2 3.能够正确分析测量结果，理解直流电流表和万用表测量直流电流、交流电流表测量交流电流时读数的含义。 3 考试要求 一、考纲解读 选择题：选择题是一种常见的考核形式，通过设置多个选项，要求考生从中选择出正确的答案。这种题型可以考察考生对基本概念、原理、规律等知识点的理解和掌握程度，以及对不同概念、原理之间的区分和辨析能力。 01 填空题：填空题要求考生在给定的空白处填入正确的内容，主要考查考生对基本概念、术语、公式、数据等知识点的记忆和理解。 02 简答题:简答题要求考生对问题进行简要回答，主要考查考生对知识点的理解、归纳和表达能力。 03 易考题型： 知识点思维导图 二、知识点梳理和重点概念复习 二、知识点梳理和重点概念复习 一、认识万用表的直流电流挡 以 MF47 型指针式万用表为例,认识直流电流挡及刻度,如图2-1-18所示。当量程为50mA时,则该刻度最大值为50mA,共有5个大格,每大格对应10mA,每小格为1mA;当量程为500mA时,则该刻度最大值为500mA,共有5个大格,每大格对应 100 mA,每小格为 10 mA。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探究万用表测量电流的工作原理 万用表测量直流电流的内部结构实质上是一个多量程的直流电流表,通常采用闭路式分流电路。万用表测量直流电流时,量程转换开关S应置于测量直流电流的挡位上(如 500 mA、50 mA、5 mA 三挡 )这是一个由电阻R、R、R组成的典型闭路式分流电路的直流电流表图 2-1-19中,量程转换开关在 500 mA 挡时,由于分流电阳只有 凡,分流作用较强,故电流量程较大;在 50 mA 挡时,分流电阻为 R+R,,分流作用较小,故电流量程较小;在5mA挡时,分流电阳为R+R,+R,,分流作用最小,故电流量程也最小。转动量程转换开关分别与上述各挡位连接,就能得到不同的电流量程。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探究万用表测量电流的工作原理 二、知识点梳理和重点概念复习 三、电磁系交流电流表的量程 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。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。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、排斥-吸引型电磁系测量机构 排斥-吸引型电磁系测量机构的结构如图 2-1-16所示。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。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。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 二、知识点梳理和重点概念复习 四、排斥-吸引型电磁系测量机构 力和吸引力共同作用而产生的。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,磁误差较大,所以准确度不高,一般用于安装式仪表。 二、知识点梳理和重点概念复习 五、探究直流电流表测量电流的工作原理 直流电流表的核心是磁电系测量机构,也称磁电系表头。磁电系测量机构主要由固定的磁路系统和可动的通电线圈组成,如图2-1-4所示。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 1： 直流电流表扩大量程后，其表盘刻度（ ）。 A. 需要重新标定 B. 完全不变 C. 只需改变单位 D. 只需改变量程范围数字 答案：A 解析：扩大量程后，电流与指针偏转角度的对应关系改变了，所以表盘刻度需要重新标定，不能完全不变，也不是简单地改变单位或只改量程范围数字。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 2： 交流电流表测量三相交流不平衡电流时，应采用（ ）测量方式。 A. 三相电流表同时测量各相 B. 只用一个电流表依次测量各相 C. 用两个电流表测量两相，通过计算得到第三相 D. 以上方法都不对 答案：A 解析：三相交流不平衡电流需要三相电流表同时测量各相，才能准确得到各相的电流值，只用一个电流表依次测量各相不能同时获取数据，可能会因为测量时间不同而出现误差，因为三相不平衡时相互关系复杂。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 3： 万用表测量直流电流时，若内部电池电量不足，可能出现（ ）。 A. 测量值偏大 B. 测量值偏小 C. 指针抖动 D. 测量值不受影响 答案：A 解析：内部电池电量不足可能影响万用表内部电路的工作状态，比如导致电路参数变化，可能使测量值偏大，一般不会使指针抖动，也不会对测量值没有影响，测量值偏小的可能性较小。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 4： 交流电流表的电磁阻尼作用是通过（ ）实现的。 A. 铝框在磁场中运动产生感应电流 B. 增加表头的质量 C. 采用特殊的指针材料 D. 在电路中增加电阻 答案：A 解析：交流电流表中的铝框在磁场中随指针摆动时，切割磁感线产生感应电流，感应电流受到磁场力的作用阻碍铝框运动，从而起到电磁阻尼作用。增加表头质量、采用特殊指针材料、增加电路电阻都不能起到这种电磁阻尼效果。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 5： 在测量高电压直流电路中的电流时，为了保护直流电流表，可采用（ ）。 A. 串联一个大电阻 B. 串联一个小电阻 C. 并联一个大电阻 D. 并联一个小电阻 答案：A 解析：串联一个大电阻可以分担大部分电压，使电流表两端电压在安全范围内，从而保护直流电流表。串联小电阻分压效果差，并联电阻会改变电路电流测量情况，可能导致测量错误且不能保护电流表。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 6： 万用表测量直流电流时，如果被测电路的电阻发生变化，（ ）。 A. 测量值一定改变 B. 只要电流表内阻不变，测量值不变 C. 测量值可能改变，取决于变化的电阻与电流表的连接关系 D. 测量值不受影响 答案：C 解析：如果变化的电阻在电流表测量支路之外，对测量值可能无影响，但如果在测量支路内，则会改变电流，所以测量值可能改变，取决于电阻与电流表的连接关系，不是一定改变。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 7： 交流电流表测量电流的频率范围一般是（ ）。 A. 固定的某一频率 B. 较窄的频段 C. 根据不同类型有不同的频率范围 D. 可以测量任意频率 答案：C 解析：不同类型的交流电流表有其适用的频率范围，不是固定某一频率，也不是较窄频段这么笼统，更不是可以测量任意频率。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 8： 万用表测量直流电流时，其分流电阻的阻值（ ）。 A. 对于所有量程都相同 B. 量程越大，阻值越大 C. 量程越大，阻值越小 D. 与量程无关，只与万用表型号有关 答案：C 解析：万用表测量直流电流时，量程越大，需要分流的电流越大，根据分流公式，分流电阻阻值越小。不是所有量程相同，也不是只与万用表型号有关。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 9： 直流电流表测量电路中的电流，若电路中有电容，（ ）。 A. 电容对测量无影响 B. 充电或放电过程可能影响测量 C. 只有稳定状态下能测量 D. 测量值就是电容的电流值 答案：B 解析：电容在充电或放电过程中，电路中的电流会发生变化，可能会影响直流电流表的测量，不是对测量无影响，也不是只有稳定状态下能测量，测量值是整个电路的电流，不一定只是电容的电流值。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 10： 交流电流表测量交流电流时，若电路中有电感，（ ）。 A. 电感对测量无影响 B. 会使测量值偏大 C. 会使测量值偏小 D. 可能影响测量结果的准确性，取决于电感大小和交流电频率 答案：D 解析：电感在交流电路中的感抗与电感大小和交流电频率有关，会影响电路中的电流大小，可能影响测量结果的准确性，不是对测量无影响，也不一定使测量值偏大或偏小。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 11： 万用表测量直流电流时，如果要提高测量精度，除了选择合适量程外，还可以（ ）。 A. 多次测量取平均值 B. 增大被测电路电压 C. 减小被测电路电阻 D. 更换表笔 答案：A 解析：多次测量取平均值可以减小偶然误差，提高测量精度。增大被测电路电压或减小电阻会改变电路电流，更换表笔对精度提升作用不大。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 12： 直流电流表的精度等级是按照（ ）划分的。 A. 测量误差的大小 B. 量程的大小 C. 表头灵敏度 D. 内阻大小 答案：A 解析：精度等级是按照测量误差的大小来划分的，误差越小，精度等级越高，和量程、表头灵敏度、内阻大小不是直接划分精度等级的关系。 三、常考习题练习与讲解 填空题 1.直流电流表测量较大电流时，通常采用____的方法来扩大量程。 答案：分流器 解析：在直流电流表测量大电流时，利用分流器与表头并联，大部分电流通过分流器，只有小部分电流通过表头，从而可以在不损坏表头的情况下测量大电流，通过分流比计算出实际电流值。 2.电磁式交流电流表中，被测电流通过____产生磁场。 答案：线圈 解析：在电磁式交流电流表中，被测电流通过线圈，线圈电流产生磁场，该磁场与铁芯的磁场相互作用使指针偏转，从而指示电流大小。 三、常考习题练习与讲解 填空题 3.交流电流表的表盘刻度是按照正弦交流电的有效值来标定的，如果测量非正弦交流电，测量结果____（填 “有” 或 “无”）意义。 答案：无 解析：交流电流表刻度按正弦交流电有效值设计，非正弦交流电有效值计算方法不同，所以用普通交流电流表测量非正弦交流电得到的读数不能准确反映其真实的电效应相关的电流值，没有实际意义。 4.在使用直流电流表测量电流前，需要进行____，以确保测量的准确性。 答案：调零 解析：由于表头可能存在零点偏移，在测量前需要将指针调至零刻度线位置，这样可以减少测量误差，使测量结果更准确。 三、常考习题练习与讲解 填空题 5.直流电流表的精度等级越高，其测量误差____（填 “越大” 或 “越小”）。 答案：越小 解析：精度等级反映了仪表测量的准确程度，精度等级越高，允许的测量误差越小，测量结果越接近真实值。 6.当使用交流电流表测量含有谐波成分的交流电时，电流表的读数____（填 “大于”、“小于” 或 “等于”）基波电流的有效值。 答案：大于 解析：含有谐波成分的交流电有效值是基波和各次谐波有效值的矢量和，所以测量值会大于基波电流的有效值。 三、常考习题练习与讲解 判断题 1.直流电流表测量电流时，如果电路中的电流方向与电流表规定方向相反，电流表一定损坏。（ ） 答案：错误 解析：如果电流方向与直流电流表规定方向相反，指针会反向偏转，但不一定会损坏电流表，不过这种情况可能导致读数错误。 2.所有的交流电流表都可以直接测量任意频率的交流电。（ ） 答案：错误 解析：不同类型的交流电流表有其适用的频率范围，例如普通电磁式交流电流表在高频情况下，其测量误差会增大，甚至不能正常工作，不是所有交流电流表都能测量任意频率交流电。 三、常考习题练习与讲解 判断题 3.万用表测量直流电流时，其内部电池电压对测量结果没有影响。（ ） 答案：错误 解析：万用表在测量直流电流时，虽然主要是利用表头和分流电阻等电路，但内部电池电压异常可能影响万用表的整体电路工作状态，比如导致电路元件参数变化，从而对测量结果产生影响。 4.当直流电流表的表头灵敏度降低时，其测量的电流值会比实际值偏大。（ ） 答案：错误 解析：表头灵敏度降低，在相同电流下指针偏转角度变小，可能导致测量值比实际值偏小，因为它对电流的反应变弱了。 三、常考习题练习与讲解 判断题 5.交流电流表测量三相交流电时，与测量单相交流电的原理完全相同。（ ） 答案：正确 解析：交流电流表测量电流的原理是基于电磁感应等原理来测量电流有效值，无论是单相还是三相交流电，只要是在合适量程内，测量电流有效值的基本原理不变。 6.在使用直流电流表测量复杂电路的支路电流时，不需要考虑电路中其他支路的影响。（ ） 答案：错误 解析：在复杂电路中，各支路之间可能存在互感、电容耦合等影响，而且电路中的电源等也可能对被测支路电流产生影响，确保测量准确。 四、课内练习与讲解 简答题 1.使用万用表测量直流电流的基本步骤有哪些？ 答案： 首先，将万用表置于直流电流挡位，根据预估电流大小选择合适的量程，量程要大于被测电流值。 把红表笔插入标有 “mA” 或 “A” 的插孔（依据量程），黑表笔插入 COM 孔。 断开被测电路，将万用表串联接入电路，注意电流方向，使电流从红表笔流入，黑表笔流出。 读取万用表显示屏上的示数。 四、课内练习与讲解 简答题 2.交流电流表和直流电流表在结构和原理上有哪些主要区别？ 答案： 结构区别：直流电流表一般有永久磁铁和可动线圈，而交流电流表根据类型不同，如电磁式有固定线圈和可动铁芯、电动式有两个固定线圈和可动线圈等。 原理区别：直流电流表基于磁电式原理，利用通电线圈在磁场中受力偏转来测量电流，电流方向与偏转方向有关。交流电流表中，电磁式是利用被测电流产生的磁场与铁芯磁场相互作用，电动式是利用两个线圈磁场的相互作用，其原理是基于交流电产生的交变磁场，测量的是有效值，与电流方向的变化无关。 四、课内练习与讲解 简答题 3.若用万用表测量直流电流时，量程选择不当会出现什么问题？ 答案： 如果量程选择过大，测量时指针偏转角度会过小，导致读数不准确，测量精度降低，只能读出大致范围，无法精确测量电流值。 如果量程选择过小，被测电流可能超过万用表该挡位的量程，会使指针打弯甚至损坏万用表内部电路，因为过大的电流会冲击表头。 四、课内练习与讲解 简答题 4.在测量直流电流过程中，如何减小测量误差？ 答案： 选择合适精度等级的直流电流表，精度等级越高，测量误差越小。 根据被测电流大小选择合适的量程，尽量使被测电流接近电流表量程上限，可提高测量精度。 确保电流表内阻足够小，以减小对被测电路的影响，使测量值更接近真实电流值。 在测量前对电流表进行校准和调零，避免因表头零点偏移产生误差。 四、课内练习与讲解 简答题 5.交流电流表测量含有谐波成分的交流电时，对测量结果有何影响？ 答案：含有谐波成分的交流电有效值是基波和各次谐波有效值的矢量和。普通交流电流表按正弦交流电有效值设计刻度，测量含有谐波成分的交流电时，读数会大于基波电流的有效值，不能准确反映基波电流情况。而且由于谐波成分的存在，可能使测量结果不能准确体现电路的实际电效应，因为谐波会对电路中的元件产生额外的影响，如发热、振动等。 四、课内练习与讲解 简答题 6.当直流电流表正负极接反时，会出现什么现象？为什么？ 答案：当直流电流表正负极接反时，指针会反向偏转。这是因为直流电流表的工作原理基于通电线圈在磁场中的受力，受力方向与电流方向有关。当电流方向改变时，线圈所受磁场力方向也改变，所以指针会反向偏转。这种情况可能导致读数错误，长期这样操作可能对表头有损害。 五、课堂小结 重点复习知识点： 1.基于磁电式原理，电流通过可动线圈在磁场中受力使线圈偏转，偏转角与电流成正比。串联在电路中，注意正负极和量程选择，可通过并联分流电阻扩大量程。 2.电磁式利用电流通过固定线圈产生磁场与可动铁芯相互作用，电动式是两个线圈相互作用，读数为有效值，不同类型有不同频率适用范围。 3.置于直流电流挡选量程，红插 “mA” 或 “A” 孔、黑插 COM 孔，串联进电路，注意量程合适和电池电量。 4.选合适精度等级电流表，校准调零，考虑电路元件影响以减小误差，注意安全和电流表对电路的影响。阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 感谢观看 $$