专题十四 感应式功率表测量负载的有功功率（教案）-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（教案）-《电气测量技术》（第2版） 高教社-专题复习讲练测 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。 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。 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。 二、知识点梳理 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 3-1-2所示。 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、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=UIcosφ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。 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。 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。 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。 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。 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。 4.感应式功率表的读数方法 感应式功率表的表盘如图3-1-6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。 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)。 三、真题练讲 1.(2021年山东省统一考试)感应式功率表的图形符号中，通常用以下哪个字母表示？（ ） A. P B. V C. A D. R 答案：A 解析：在电气图形符号中，“P” 通常表示功率，所以感应式功率表用 “P” 表示，“V” 表示电压，“A” 表示电流，“R” 表示电阻 。 2.(2021年山东省统一考试)D26 - W 型感应式功率表的内部结构中，不包含以下哪个部件？（ ） A. 电流线圈 B. 电压线圈 C. 游丝 D. 热敏电阻 答案：D 解析：感应式功率表内部主要有电流线圈、电压线圈和游丝等部件，热敏电阻不属于其内部结构，热敏电阻主要用于温度检测与控制。 3.(2021年四川省统一考试)感应式功率表的工作原理基于（ ）。 A. 电磁感应现象 B. 热效应 C. 光电效应 D. 霍尔效应 答案：A 解析：感应式功率表通过电流线圈和电压线圈产生的磁场相互作用，基于电磁感应现象来测量功率；热效应是电流通过电阻产生热量，光电效应与光和电的转换有关，霍尔效应是磁电转换效应，均与感应式功率表工作原理无关。 4.(2020年山东省统一考试)某感应式功率表电压量程为 220V，电流量程为 5A，则该表的额定功率为（ ）。 A. 110W B. 220W C. 44W D. 1100W 答案：D 解析：根据功率计算公式 P = UI，将电压 220V 和电流 5A 代入，可得 P = 220×5 = 1100W。 5.(2019年湖北省统一考试)读取感应式功率表示数时，若表盘刻度为 0 - 100，量程选择为 5A/220V，指针指在 50 处，则测量的功率为（ ）。 A. 220W B. 550W C. 1100W D. 2200W 答案：B 解析：先算出每一小格代表的功率值，量程对应的额定功率为 P = 220×5 = 1100W，表盘共 100 格，每格代表 1100÷100 = 11W，指针在 50 处，测量功率为 50×11 = 550W。 四、限时练讲 1.感应式功率表的准确度等级为 1.0 级，表示（ ） A. 测量误差不超过 ±1.0% B. 测量误差不超过 ±0.1% C. 测量误差不超过 ±10% D. 测量误差不超过 ±0.01% 答案：A 解析：感应式功率表的准确度等级表示测量误差的最大允许范围，1.0 级表示测量误差不超过 ±1.0%，所以选 A。 2.当感应式功率表的电压线圈断路时，测量结果为（ ） A. 实际功率值 B. 0 C. 偏大 D. 偏小 答案：B 解析：感应式功率表工作时，电压线圈和电流线圈需协同工作，电压线圈断路，无法产生与电压相关的磁场，不能形成使铝盘转动的电磁力，测量结果为 0，所以选 B。 3.下列关于感应式功率表使用注意事项的说法，错误的是（ ） A. 测量前要进行机械调零 B. 测量时要注意量程选择 C. 可以测量任意大小的功率 D. 测量后要妥善保管 答案：C 解析：感应式功率表有一定的量程范围，不能测量任意大小的功率，否则可能损坏功率表；测量前进行机械调零、测量时注意量程选择、测量后妥善保管都是正确的使用注意事项，所以选 C。 4.若要提高感应式功率表的测量精度，可采取的措施是（ ） A. 随意选择量程 B. 不进行调零 C. 选择合适的量程并正确接线 D. 只关注电流线圈接线 答案：C 解析：选择合适的量程能使指针在合适的偏转范围内，正确接线保证测量的准确性，这些都有助于提高测量精度；随意选择量程、不进行调零会降低测量精度，只关注电流线圈接线而忽略电压线圈接线也不能保证测量准确，所以选 C。 5.在三相电路中，感应式功率表测量的功率是（ ） A. 视在功率 B. 无功功率 C. 有功功率 D. 瞬时功率 答案：C 解析：感应式功率表的功能是测量电路的有功功率，不能测量视在功率、无功功率和瞬时功率，所以选 C。 6.感应式功率表的游丝除了产生反作用力矩外，还起到（ ）的作用。 A. 导电 B. 固定指针 C. 美观装饰 D. 增强磁场 答案：A 解析：感应式功率表的游丝除了产生反作用力矩使指针稳定在相应位置外，还起到导电的作用，将电路中的电流传导至可动部分，所以选 A。 7.当被测电路的功率因数较低时，使用感应式功率表测量可能会导致（ ） A. 测量值偏大 B. 测量值偏小 C. 指针反偏 D. 无影响 答案：B 解析：感应式功率表基于有功功率的测量原理，当被测电路功率因数较低时，电路中无功分量较大，实际有功功率相对较小，会导致测量值偏小；一般不会使指针反偏，对测量有影响，所以选 B。 8.感应式功率表面板上，通常不包含以下哪个标识？（ ） A. 电压量程标识 B. 电流量程标识 C. 电阻量程标识 D. 功率单位标识 答案：C 解析：感应式功率表主要用于测量功率，面板上会有电压量程、电流量程和功率单位标识，一般没有电阻量程标识。 9.如何确定感应式功率表的电压量程和电流量程？​ 答案：电压量程通过改变电压线圈的匝数或串联附加电阻来确定；电流量程通过改变电流线圈的匝数或采用不同的电流互感器变比来确定。在实际使用中，根据被测电路的电压和电流大小，选择合适的量程转换开关位置，确保测量准确且不损坏功率表。​ 10.感应式功率表的读数方法是怎样的？​ 答案：首先确定所选的电压量程和电流量程，查看表盘刻度的总格数，然后读取指针所指的格数。根据公式：测量值 = （指针指示格数 × 量程）÷ 表盘总格数，计算出测量的有功功率值。 五、学法建议 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。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$