专题十四 感应式功率表测量负载的有功功率（课件）-山东省对口升学《电气测量技术》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题十四 感应式功率表测量负载的有功功率 《电气测量技术》（第2版） 高教社 专题复习讲练测 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 CONTENTS 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 04 四.课内练习及讲评 05 五.内容归纳小结 目录 一、考纲解读 常见考点 1. D26 - W 型感应式功率表内部结构：主要由电流线圈、电压线圈、可动铝盘、永久磁铁、转轴、游丝等组成。 3.指针反偏：通常是电流线圈或电压线圈接线极性接反，将其中一个线圈接线端子对调即可解决。 4.指针抖动：可能原因包括电路存在交流干扰、游丝变形或损坏、可动部分与固定部分有摩擦、永久磁铁磁性不稳定等，需逐一排查处理。 2.使用感应式功率表测量负载的有功功率​单相测量：电流线圈与被测负载串联，确保负载电流全部通过；电压线圈与被测负载并联，且电压线圈和电流线圈的 “*” 端（同名端）接到电源同一极性端，保证磁场方向正确，从而实现准确测量。 一、考纲解读 1.能够准确识别感应式功率表的面板结构，清晰阐述各部件（如表盘刻度、指针、调零螺丝、量程转换开关、接线端子等）的功能与作用，同时熟练掌握功率表图形符号的构成及所代表的含义。 1 2.深入理解 D26 - W 型感应式功率表的内部结构组成，包括电流线圈、电压线圈、可动铝盘、永久磁铁、转轴、游丝等关键部件。 2 3.透彻掌握其工作原理，即电流线圈和电压线圈产生的磁场相互作用驱动可动铝盘转动，以及永久磁铁产生制动力矩使铝盘稳定转动的机制。 3 考试要求： 易考题型： 选择题：能完整说出 D26 - W 型感应式功率表电流线圈、电压线圈、可动铝盘、永久磁铁、转轴、游丝等内部结构组成，阐述各部件在功率测量中所起的作用及相互配合关系。 简答题：透彻理解电流线圈和电压线圈产生磁场相互作用驱动可动铝盘转动的原理，以及永久磁铁产生制动力矩使铝盘稳定转动的机制；明确功率表将电路有功功率转化为指针偏转角度的物理过程。 论述题：能准确描述使用感应式功率表测量单相有功功率的接线规则，即电流线圈与被测负载串联、电压线圈与被测负载并联，且同名端正确连接；正确完成单相电路功率测量的实际操作与数据读取。 一、考纲解读 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、识--认识感应式功率表 要求 常见功率表如图所示,以小组为单位,仔细观察各种功率表,学会识读感应式功率表的表盘与刻度，了解感应式功率表的结构。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识感应式功率表 1.功率表的面板 下面以 D26-W 型感应式功率表为例进行介绍,其面板如图所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识感应式功率表 2.功率表的图形符号 由于感应式功率表是单向偏转,偏转方向与电流线圈和电压线圈中的电流方向有关,因此为了使指针不反向偏转,通常将两个线圈的始端都标记为“*”或“+”,习惯上称为“同名端”或“发电机端”。功率表的图形符号如图 3-1-3 所示。接线时,必须将有相同符号的端子接在同一根电源线上。若出现端子不清,导致指针反偏,可使用极性开关转换一下。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究 D26-W 型感应式功率表的工作原理 1.感应式功率表的内部结构 由直流电路中功率的计算公式P=UI和交流电路中有功功率的计算公式P=UIcos可知,测量电路中负载的有功功率实际上是测量负载两端的电压和流过负载的电流。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究 D26-W 型感应式功率表的工作原理 D26-W 型感应式功率表的内部结构如图 3-1-4所示,与负载串联的线圈称为固定线圈,流过固定线圈的电流等于负载电流,因此,固定线圈也称为电流线圈;可动线圈在表内串联一个阻值很大的电阻R后与负载并联,流过可动线圈的电流与负载的电压成正比,可动线圈也称为电压线圈。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究 D26-W 型感应式功率表的工作原理 2.感应式功率表的工作原理 ①当固定(电流)线圈中通入直流电流I流时产生磁场,磁感应强度B与I流成正比。如果与可动(电压)线圈中的电流相互作用,使可动(电压)线圈产生一力矩,并带动指针转动。在任一瞬间,转动力矩的大小总是与负载电流以及电压瞬时值的乘积成正比,但由于转动部分有机械惯性存在,因此偏转角决定于力矩的平均值,也就是电路的平均功率。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究 D26-W 型感应式功率表的工作原理 ②当两线圈通入交流电时,由于两线圈中电流的方向均改变,因此产生的电磁力方向不变,这样可动(电压)线圈所受到转动力矩的方向就不会改变。设两线圈的电流分别为i流和i压,则转动力矩的瞬时值与两个电流瞬时值的乘积成正比。而仪表可动部分的偏转程度取决于转动力矩的平均值,转动力矩的平均值不仅与i流及i压的有效值成正比,而且还与i.和i相位差的余弦成正比。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究 D26-W 型感应式功率表的工作原理 3.感应式功率表的电压、电流量程 电流量程指感应式功率表的串联回路所容许通过的最大工作电流;电压量程指感应式功率表的并联回路所能承受的最高工作电压。功率量程实质上由电流量程和电压量程来决定,等于两者的乘积。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究 D26-W 型感应式功率表的工作原理 接线时,通过选择电压不同的接线柱,可选择不同的电压量程,如图 3-1-2 所示。通过电流线圈接线柱上连接导片的不同接法,可使两个电流线圈串联或并联连接,从而实现两个电流量程,两个电流线圈并联是电流线圈串联量程的2倍,如图 3-1-5 所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究 D26-W 型感应式功率表的工作原理 4.感应式功率表的读数方法 感应式功率表的表盘如图所示,与其他仪表不同,感应式功率表的表盘上并不标明功率数,而只标明分格数，所以从表盘上并不能直接读出所测的功率数值,而必须经过计算求得。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究 D26-W 型感应式功率表的工作原理 一般情况下,感应式功率表电压线圈的量程有3个,电流线圈的量程有2个,感应式功率表的功率量程为所选电压量程和电流量程的乘积,再从表盘上读出总的分格数,算出在该电压量程、电流量程下每个分格表示的功率数值,测量时从表盘上读出指针所偏转的分格数,即可求得所测负载的功率。当选用不同的量程时,感应式功率表标度尺的每一分格所表示的功率数值不同,通常把每一分格表示的功率数值称为感应式功率表的分格常数( 一般感应式功率表内都附有表格,标明在不同电流量程、电压量程时的分格常数,以供查用)。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用感应式功率表测量负载的有功功率 1.单相有功功率的测量 选择适当的量程 根据电灯的额定电压UN和额定电流IN选择感应式功率表的电压量程UN1和电流量程IN1。应满足:UN1 ≥UN, IN1≥IN,所以电压量程U, 选用300V,电流量程选用0.5 A 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用感应式功率表测量负载的有功功率 接线 两个电压线圈接线柱要与负载并联接入电路，两个电流线圈接线柱要与被测负载串联接入电路。 通常情况下,电压线圈和电流线圈的带有“*”标端应短接在一起接人电源端,否则感应式功率表会反偏,甚至损坏指针. 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用感应式功率表测量负载的有功功率 2.三相有功功率的测量 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用感应式功率表测量负载的有功功率 二、知识点梳理和重点概念复习 四、修--感应式功率表测量有功功率时的故障排除 二、知识点梳理和重点概念复习 四、修--感应式功率表测量有功功率时的故障排除 ① 使用时感应式功率表应水平放置,并尽可能远离强电流导线或强磁场地点，以免产生附加误差。 ② 感应式功率表指针不在零位时,可利用表盖上机械调零旋钮进行调整。 ③ 测量时如遇感应式功率表指针反方向偏转,改变换向开关的极性就可使指针正方向偏转。切忌互换电压接线，以免产生误差。 要点提示 题目 1： 测量单相有功功率时，感应式功率表的电流线圈应（ ）。 A. 与负载串联 B. 与负载并联 C. 与电源并联 D. 以上都不对 答案：A 解析：为了准确测量通过负载的电流，感应式功率表的电流线圈应与负载串联，电压线圈与负载并联。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 2： 测量三相有功功率时，采用三表法测量适用于（ ）。 A. 三相三线制对称负载 B. 三相三线制不对称负载 C. 三相四线制对称负载 D. 三相四线制不对称负载 答案：D 解析：三表法可以分别测量三相四线制不对称负载中每一相的功率，然后相加得到总功率；三相三线制通常用两表法测量。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 3： 感应式功率表测量有功功率时，若指针反偏，可能的原因是（ ）。 A. 电压线圈接线错误 B. 电流线圈接线错误 C. 量程选择过大 D. 量程选择过小 答案：B 解析：电流线圈接线错误会导致电流方向检测错误，使指针反偏；电压线圈接线错误一般不会使指针反偏，量程选择过大或过小不会导致指针反偏，只是测量误差大小的问题。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 4： 感应式功率表的电压线圈电阻很大，其目的是（ ）。 A. 减小通过电压线圈的电流 B. 增大通过电压线圈的电流 C. 减小测量误差 D. A 和 C 答案：D 解析：电压线圈电阻很大，根据欧姆定律，通过的电流就会减小，同时也能减小对电路电压的影响，从而减小测量误差。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 5： 以下关于感应式功率表电流线圈的说法正确的是（ ）。 A. 电流线圈匝数多，线径细 B. 电流线圈匝数少，线径粗 C. 电流线圈匝数多，线径粗 D. 电流线圈匝数少，线径细 答案：B 解析：电流线圈需要通过负载电流，为了降低自身电阻对电路的影响，通常匝数少，线径粗，以减小电阻。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 6： 某感应式功率表在测量时，指针抖动严重，可能的原因是（ ）。 A. 电压不稳定 B. 电流不稳定 C. 功率表内部游丝损坏 D. 以上都有可能 答案：D 解析：电压不稳定、电流不稳定会导致磁场不稳定，使指针抖动；功率表内部游丝损坏也会影响指针的稳定，所以以上原因都有可能。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 7： 用感应式功率表测量三相有功功率时，两表法适用于（ ）。 A. 三相三线制对称负载 B. 三相三线制不对称负载 C. 三相四线制对称负载 D. 三相四线制不对称负载 答案：B 解析：两表法可以测量三相三线制不对称负载的有功功率，对于三相四线制负载不适用，三相三线制对称负载也可用两表法测量，但两表法更常用于不对称情况。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 8： 感应式功率表在使用前需要进行的操作是（ ）。 A. 机械调零 B. 电气调零 C. 先机械调零再电气调零 D. 不需要调零 答案：C 解析：感应式功率表使用前需要先进行机械调零，使指针在未通电时指在零位，然后进行电气调零，消除因外界电磁干扰等因素产生的误差。 选择题 三、常考习题练习与讲解 1.感应式功率表测量值与实际值偏差较大，可能原因有量程选择不当、功率表本身准确度下降、________错误、被测电路存在谐波等非正弦波成分等。 答案：接线 解析：接线错误如电流线圈和电压线圈接错位置或极性接反，会使测量的电流、电压与实际负载不一致，从而导致测量值与实际值偏差较大。 2.感应式功率表指针不回零，可能是调零螺丝松动或损坏、游丝变形或有异物卡住，也可能是功率表内部________故障。 答案：机械 解析：内部机械故障如齿轮磨损、传动部件松动等，都可能影响指针的正常回零，是指针不回零需要排查的重要方面。 填空题 三、常考习题练习与讲解 3.感应式功率表在使用前，需要进行________调零，通过调节调零螺丝使指针指在零刻度位置。 答案：机械 解析：机械调零是使用感应式功率表前的必要准备工作，可消除指针初始位置偏差，保证测量的准确性，使测量结果更可靠。 4.感应式功率表在测量过程中出现异常发热，应立即________电源，停止测量，排查原因。 答案：切断 解析：异常发热可能是过载、接线错误或内部元件损坏等原因导致，立即切断电源可防止功率表进一步损坏，避免引发安全事故，保障设备和人员安全。 填空题 三、常考习题练习与讲解 1.感应式功率表测量值与实际值偏差较大，肯定是因为量程选择不当。（ ） 答案：错误 解析：感应式功率表测量值与实际值偏差较大，可能的原因包括量程选择不当、功率表本身准确度下降（内部元件老化、损坏）、接线错误（电流线圈和电压线圈接错位置或极性接反）、被测电路存在谐波等非正弦波成分等多种因素，并非仅由量程选择不当导致。 2.感应式功率表指针不回零，只要调节调零螺丝就能解决问题。（ ） 答案：错误 解析：感应式功率表指针不回零，可能是调零螺丝松动或损坏，也可能是游丝变形、有异物卡住，或者是功率表内部机械故障。需要先检查调零螺丝，若正常则进一步检查游丝及内部机械结构，不能仅靠调节调零螺丝解决。 判断题 三、常考习题练习与讲解 3.感应式功率表在使用前不需要进行机械调零。（ ） 答案：错误 解析：感应式功率表在使用前需要进行机械调零，通过调节调零螺丝使指针指在零刻度位置，这样可以消除初始偏差，保证测量的准确性，是使用前的必要准备工作之一。 4.感应式功率表在测量过程中出现异常发热，不用理会，可继续测量。（ ） 答案：错误 解析：感应式功率表在测量过程中出现异常发热，可能是量程选择过小导致过载，也可能是接线错误（短路或接触不良），或者内部元件损坏。此时应立即切断电源停止测量，排查原因，若继续测量可能会损坏功率表甚至引发安全事故。 判断题 三、常考习题练习与讲解 三、常考习题练习与讲解 1.简述使用感应式功率表测量单相有功功率的接线方法？​ 答案：将感应式功率表的电流线圈与被测负载串联，使负载电流全部通过电流线圈；电压线圈与被测负载并联，电压线圈的 “” 端（同名端）与电流线圈的 “” 端应接到电源的同一极性端，确保电流线圈和电压线圈的电流方向正确。 简答题 三、常考习题练习与讲解 2.使用感应式功率表测量三相有功功率有哪几种常见方法，简述其接线特点？​ 答案：常见方法有二表法和三表法。二表法适用于三相三线制电路，将两只功率表的电流线圈分别串联在任意两相线中，电压线圈的非电流线圈连接端共同接到第三条相线；三表法适用于三相四线制电路，三只功率表的电流线圈分别串联在三相线路中，电压线圈分别并联在各相线路与中性线之间。 简答题 三、常考习题练习与讲解 3.在使用感应式功率表测量有功功率时，如果指针反偏，可能的原因是什么，应如何处理？​ 答案：指针反偏可能是电流线圈或电压线圈的接线极性接反。处理方法是将电流线圈或电压线圈的两个接线端子对调，但不能同时对调两个线圈的端子。 简答题 三、常考习题练习与讲解 4.若感应式功率表测量时指针抖动，可能存在哪些故障原因？​ 答案：指针抖动可能原因有：电路中存在较大的交流干扰；功率表内部的游丝变形或损坏；可动部分与固定部分有摩擦；永久磁铁磁性不稳定。 简答题 重点复习知识点： 1.感应式功率表面板包含表盘刻度、指针、调零螺丝、量程转换开关、接线端子等部件。表盘刻度与指针配合用于读取测量数值；调零螺丝可在测量前将指针调至零位；量程转换开关用于选择合适的电压、电流量程；接线端子分为电压端子和电流端子，是连接被测电路的关键部位。2.内部结构：主要由电流线圈、电压线圈、可动铝盘、永久磁铁、转轴、游丝等组成。电流线圈和电压线圈产生磁场，可动铝盘在磁场作用下受力转动。 3.电流线圈与被测负载串联，确保负载电流全部通过；电压线圈与被测负载并联，且电压线圈和电流线圈的 “*” 端（同名端）接到电源同一极性端，保证磁场方向正确，从而实现准确测量。 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。 五、课堂小结 感谢观看 $$