专题六 测量直流与交流电压（课件）-《电气测量技术》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题六 测量直流与交流电压 《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.特殊电压测量情况：测量含有直流和交流分量的混合电压、高频交流电压、含有高次谐波的交流电压等特殊情况下的测量结果分析与处理方法。 3.误差分析：直流电压表内阻对测量结果的影响、交流电压表频率特性和波形失真对测量误差的影响、万用表电池电量不足（模拟万用表）或精度限制（数字万用表）等因素导致的误差。 添加标题 2.测量操作要点：如直流电压表和万用表测量直流电压时的极性问题、量程选择（根据被测电压估计值选择合适量程，万用表从大到小调整量程），以及交流电压表测量时注意安全（高电压情况）。 1.测量原理：包括直流电压表（磁电式表头原理）、交流电压表（电磁式、电动式等原理）、万用表（模拟万用表分压电路、数字万用表 ADC 转换等在电压测量中的原理）。 02 04 01 常见考点 03 一、考纲解读 1.掌握直流电压表、交流电压表和万用表测量电压的原理，包括表头工作原理（如磁电式、电磁式、电动式）、电路原理（如万用表的分压、整流等），理解电压测量相关概念（如直流电压极性、交流电压有效值）。 1 2.能够正确操作直流电压表、交流电压表和万用表进行电压测量，包括正确选择量程、连接测量电路（注意与被测电路的连接方式，如并联）、读取测量数据，以及在测量过程中遵循安全规范（如测量交流高压时）。 2 3.学会分析测量过程中的误差来源，如电压表内阻对直流电压测量的影响、频率特性对交流电压测量的影响、万用表自身因素（电池电量、精度）对测量的影响，同时能分析特殊电压测量情况（如混合电压、含谐波电压）下的测量结果准确性。 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、结构 直流电压表虽然外形各异,但结构大致相似。以J0408型直流电压表为例介绍,如图 2-2-2 所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、表盘与刻度 J0408型直流电压表的表盘与刻度如图 2-2-3 所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、探究直流电压表测电压的工作原理 直流电压表由磁电系测量机构和测量线路(分压电阻R，)串联组成。图所示为直流电压表的内部电路。分压电阻用温度系数很小的锰铜丝烧制而成,通常内附在表壳内部。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、探究交流电压表的工作原理 交流电压表与直流电压表相同,通常也采用将电磁系测量机构与分压电阻串联的方法组成。作为电压表,一般要求通过固定线圈的电流很小,但为了获得足够的转矩,又必须有一定的励磁匝数,所以,电磁系交流电压表内固定线圈的匝数一般较多,并用较细的漆包线交流电压表的原理电路绕制。 二、知识点梳理和重点概念复习 五、探究万用表测量电压的工作原理 万用表测量直流电压的电路,实质上是一只多量程直流电压表,基本上采用共用式分压电路。由于设计万用表电路时,所有的测量电路通常是以直流电流测量电路为基础进行扩展的,所以直流电流测量电路的最低直流电流挡也称为万用表的基础挡。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 1： 当直流电压表和交流电压表的量程相同时，它们的表盘刻度（ ）。 A. 完全相同 B. 直流电压表刻度更均匀 C. 交流电压表刻度更均匀 D. 不同，因为测量原理不同 答案：D 解析：直流电压表和交流电压表测量原理不同，直流电压表一般基于磁电式表头，刻度较均匀，交流电压表刻度与交流电压有效值计算等相关，二者刻度不同。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 2： 用万用表测量电压时，若周围有强磁场干扰，可采取（ ）措施减小干扰。 A. 将万用表远离干扰源 B. 增加测量次数 C. 更换万用表电池 D. 改变表笔插入方向 答案：A 解析：将万用表远离干扰源可减少强磁场对测量的影响，增加测量次数不能解决磁场干扰问题，更换电池与磁场干扰无关，改变表笔插入方向也不能减小磁场干扰。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 3： 直流电压表测量电压时，若被测电压不稳定，可采用（ ）方法提高测量准确性。 A. 多次测量取平均值 B. 快速测量一次 C. 更换电压表 D. 改变测量时间 答案：A 解析：多次测量取平均值可以在一定程度上减小电压不稳定带来的误差，快速测量一次不准确，更换电压表不一定能解决问题，改变测量时间无意义。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 4： 交流电压表测量电压时，若电压表的输入阻抗降低，对测量结果的影响是（ ）。 A. 测量值偏大 B. 测量值偏小 C. 测量值不变 D. 使测量值波动 答案：A 解析：输入阻抗降低，电压表对被测电路的分压作用增强，会使测量值偏大。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 5： 万用表测量直流电压时，若要测量毫伏级电压，应使用（ ）。 A. 普通直流电压档 B. 毫伏档 C. 任意电压档 D. 先测量较大电压再换算 答案：B 解析：万用表有专门的毫伏档用于测量毫伏级的直流电压，普通直流电压档精度不够，不能随意选择档或通过换算测量，需要使用专门的毫伏档。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 6： 以下关于电压表测量电压时的安全注意事项，错误的是（ ）。 A. 测量高压时要注意绝缘 B. 可以用手触摸表笔金属部分 C. 避免在潮湿环境下测量高电压 D. 测量前检查电压表是否正常 答案：B 解析：测量时不能用手触摸表笔金属部分，特别是在测量有电压的情况下，以免触电，测量高压要注意绝缘、避免潮湿环境测高压和检查电压表都是正确的安全注意事项。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 7： 直流电压表测量电压时，若被测电路电阻较小，为了准确测量电压，应选择（ ）的直流电压表。 A. 内阻较大 B. 内阻较小 C. 灵敏度较低 D. 任意内阻 答案：A 解析：当被测电路电阻较小，为减小电压表对电路的影响，准确测量电压，应选择内阻较大的直流电压表，灵敏度低或内阻小都不利于准确测量。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 8： 直流电压表的表头线圈匝数增加，其灵敏度会（ ）。 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 变为零 答案：A 解析：表头线圈匝数增加，根据电磁感应原理，在相同电流下产生的磁场力增大，更容易使指针偏转，即灵敏度提高。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 9： 交流电压表测量含有大量谐波的复杂波形电压时，若电压表是按正弦波校准的，测量误差主要源于（ ）。 A. 谐波频率与基波频率不同 B. 谐波的幅值和相位不同 C. 电压表的整流电路问题 D. 电压表的表头类型问题 答案：B 解析：对于按正弦波校准的交流电压表，测量含有大量谐波的复杂波形电压时，谐波的幅值和相位不同会导致测量结果与实际有效值有偏差。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 10： 万用表测量电压时，若内部 ADC 芯片出现故障（数字万用表），会（ ）。 A. 测量值固定在某个值不变 B. 测量值随机变化 C. 测量值显示为零 D. 万用表无法开机 答案：A 解析：ADC 芯片故障会使模数转换出现异常，可能使测量值固定在某个错误的值，不一定是零，也不会随机变化，一般不会导致万用表无法开机。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 11： 用直流电压表测量一个电压源和电阻串联电路的电压，若电压表内阻与电阻阻值相近，测量值与电压源电压相比（ ）。 A. 约为电压源电压的一半 B. 约等于电压源电压 C. 远大于电压源电压 D. 远小于电压源电压 答案：A 解析：当电压表内阻与串联电阻阻值相近时，二者分压相近，所以测量值约为电压源电压的一半。 三、常考习题练习与讲解 选择题 题目 12： 交流电压表测量三角波电压时，其读数（ ）。 A. 等于三角波电压的最大值 B. 等于三角波电压的有效值 C. 需要根据三角波的特性计算其有效值与读数关系 D. 无意义 答案：C 解析：交流电压表是按正弦波有效值刻度的，对于三角波电压，需要根据三角波的特性计算其有效值来确定与读数的关系，不是最大值，读数有意义但不是直接等于有效值。 三、常考习题练习与讲解 填空题 1.直流电压表的表头一般是______式表头。 答案：磁电。 解析：磁电式表头可通过电流产生的磁场与固定磁场相互作用来测量直流电流或电压，直流电压表多采用这种表头，再配合适当的电路来测量电压。 2.用交流电压表测量非正弦交流电电压时，读数______（填 “能” 或 “不能”）准确反映该电压的真实大小。 答案：不能。 解析：交流电压表是按正弦交流电有效值刻度的，对于非正弦交流电，其读数不能准确表示电压大小，需要用其他方法计算。 三、常考习题练习与讲解 填空题 3.万用表中，模拟万用表测量电压是利用______电路将电压分配到合适的量程。 答案：分压。 解析：通过分压电路改变不同电阻上的电压分配，从而可以选择合适的量程进行测量。 4.当直流电压表的灵敏度越高，其测量精度相对______（填 “越高” 或 “越低”）。 答案：越高。 解析：灵敏度高意味着电压表对微小电压变化的反应更灵敏，能更准确地测量电压，所以测量精度相对越高。 三、常考习题练习与讲解 填空题 5.在使用交流电压表测量含有高次谐波的交流电压时，测量值与实际有效值相比______（填 “偏大”、“偏小” 或 “不确定”）。 答案：不确定。 解析：这取决于高次谐波的具体情况，如果高次谐波使电压峰值增大较多，测量值可能偏大；如果谐波相互抵消等复杂情况，则不确定。 6.万用表在测量电压时，若电池电量不足（模拟万用表），会使测量的直流电压值比实际值______（填 “偏大” 或 “偏小”）。 答案：偏大。 解析：电池电量不足会影响万用表内部电路工作，比如分压不准等，可能导致测量值偏大。 三、常考习题练习与讲解 判断题 1.直流电压表的量程越大，其表头灵敏度越高。（ ） 答案：错。 解析：量程越大，通常意味着表头串联的分压电阻越大，而表头灵敏度是表头本身的特性，与量程无关，量程变大不会使表头灵敏度提高。 2.用电磁式交流电压表测量电压，当被测电压频率降低时，测量误差会减小。（ ） 答案：错。 解析：电磁式电压表对频率有一定的响应范围，当被测电压频率降低时，其测量误差往往会增大，因为频率变化会影响电磁式电压表的工作原理相关的参数。 三、常考习题练习与讲解 判断题 3.万用表测量直流电压时，其测量精度只与所选量程有关。（ ） 答案：错。 解析：万用表测量直流电压的精度不仅与量程有关，还与万用表本身的精度等级、内部电池电量（模拟万用表）、表笔质量和接触情况等因素有关。 4.交流电压表测量交流电压时，若被测电压波形发生失真，测量值一定比实际有效值大。（ ） 答案：错。 解析：当电压波形失真时，测量值不一定比实际有效值大，具体大小取决于波形失真的类型和程度，可能偏大、偏小或无规律变化。 三、常考习题练习与讲解 判断题 5.直流电压表和万用表在测量直流电压时，如果二者内阻相同，对被测电路的影响相同。（ ） 答案：对。 解析：二者内阻相同，在并联到被测电路测量电压时，根据并联电路分流原理，从被测电路分走的电流相同，所以对被测电路电压的影响相同。 6.在使用万用表测量电压时，若环境温度过高，一定会导致测量结果不准确。（ ） 答案：错。 解析：虽然环境温度过高可能会对万用表的一些电子元件性能产生影响，但如果温度变化在万用表允许的工作温度范围内。 四、课内练习与讲解 简答题 1.简述直流电压表的测量原理。 答案：直流电压表一般基于磁电式表头原理。当直流电流通过表头内的线圈时，线圈在永久磁铁的磁场中受到电磁力矩作用而发生偏转，偏转角与电流大小成正比。在表头串联适当的电阻进行分压，就可以将不同大小的直流电压转换为表头可测量的电流，从而根据指针偏转角来显示电压值。 四、课内练习与讲解 简答题 2.万用表可以测量直流电压和交流电压，简述其测量直流电压的基本原理（以模拟万用表为例）。 答案：模拟万用表测量直流电压利用了表头（一般是磁电式表头）和分压电路。被测直流电压接入万用表后，通过内部的分压电阻网络进行分压，使合适大小的电压加到表头两端。根据欧姆定律，表头中有相应的电流通过，使指针偏转，通过表盘刻度读出电压值。分压电阻的不同组合可以实现不同量程的测量。 四、课内练习与讲解 简答题 3.直流电压表内阻大小对测量结果有何影响？如何选择合适内阻的直流电压表？ 答案：直流电压表内阻越大，对被测电路的影响越小。因为电压表与被测电路并联，根据并联电路特点，内阻大则分流小。当被测电路电阻较大或者对测量精度要求高时，应选择内阻大的直流电压表。选择时可根据被测电路的电阻情况和测量精度要求，查看电压表的说明书获取其内阻信息，一般用每伏欧姆数表示电压表的内阻大小（灵敏度）。 四、课内练习与讲解 简答题 4.用交流电压表测量含有高次谐波的交流电压时，测量结果可能会出现什么情况？为什么？ 答案：测量结果可能会出现与实际有效值有偏差的情况。因为交流电压表通常是按照正弦波有效值进行刻度校准的。当含有高次谐波时，高次谐波会改变电压的波形，其频率、幅值和相位等因素会影响总电压的有效值。如果高次谐波的能量较大，会使测量值与实际有效值不同，可能偏大或偏小，具体取决于谐波的特性。 四、课内练习与讲解 简答题 5.万用表测量电压时，若电池电量不足（模拟万用表），对测量直流电压有什么影响？为什么？ 答案：电池电量不足会使测量直流电压的结果偏大。因为模拟万用表内部分压电路等的正常工作依赖于电池电压。当电池电量不足时，会导致万用表内部电路的工作点发生变化，例如分压电阻上的电压分配可能改变，使得表头两端的电压相对升高，指针偏转角增大，从而测量值偏大。 四、课内练习与讲解 简答题 6.在同时有直流和交流分量的电压测量中，若用普通直流电压表测量，会得到什么结果？若用普通交流电压表测量呢？为什么？ 答案：用普通直流电压表测量，得到的是电压的直流分量。因为直流电压表的工作原理是基于直流电流对表头的作用，它不能对交流分量产生响应。用普通交流电压表测量这种混合电压时，测量结果不准确，因为普通交流电压表是按正弦交流有效值设计的，直流分量会干扰其测量电路的正常工作，导致读数不能正确反映交流分量的值，也不是直流和交流分量的某种简单组合。 五、课堂小结 重点复习知识点： 1. 直流电压表原理、内阻影响及测量注意事项（极性、量程选择等）。 2. 交流电压表原理、测量有效值特点及频率响应问题。 3. 万用表测量直流和交流电压原理、电池电量影响（模拟万用表）和量程选择方法。 4. 特殊情况处理，如混合电压测量、强电磁干扰下测量、高频电压测量等。 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 $$