专题九 直流电压表测量电压（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

专题九 直流电压表测量电压 《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.直流电压表主要由表头、分压电阻、表盘与刻度、外壳及接线柱组成。表头本质是小量程电流表，通过电流使指针偏转；分压电阻与表头串联，用于扩展量程 。 3.分压电阻：与表头串联连接，是实现电压测量量程扩展的关键元件。根据串联电路分压原理，分压电阻分担了电路中的大部分电压，使得表头两端的电压处于安全且可测量的范围内。 4.表盘与刻度：表盘是用于直观显示测量结果的部件，刻度均匀分布。刻度标识清晰标注了不同电压值对应的指针位置，通过量程和刻度格数可计算出分度值，从而准确读取测量的电压数值。 2.表头：直流电压表的核心部件，本质上是一个小量程的电流表。其工作基于电磁学原理，当有电流通过表头线圈时，线圈在磁场中受力发生偏转，带动指针指示相应位置。表头的满偏电流、内阻等参数决定了其基本性能。 一、考纲解读 1.能够准确识别直流电压表的基本结构组成，包括表头、分压电阻、表盘与刻度、外壳及接线柱等，并清晰阐述各部分的功能与作用，熟练掌握表盘刻度的含义及读数方法。 1 2.深入理解直流电压表测电压的工作原理，熟练掌握分压电阻在扩展量程中的关键作用，准确理解电压灵敏度的概念、单位及物理意义，能够运用相关原理和公式进行简单的计算与分析。 2 3.熟练掌握使用直流电压表测量直流电压的正确操作流程，包括测量前的准备工作、测量过程中的电路连接、极性判断以及测量后的读数与记录。 3 考试要求： 易考题型： 选择题：掌握各部分的功能特点，能准确描述表盘刻度含义及读数方法。 简答题：全面理解直流电压表测电压的工作原理，包括分压电阻的作用机制、基于欧姆定律和串联电路分压规律的原理应用，以及电压灵敏度的概念、单位、物理意义及相关计算。 论述题：准确记忆直流电压表相关概念、原理、结构组成等基础知识，能够理解各知识点的内涵及相互关系。 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--认识直流电压表 要求 常见直流电压表如图 2-2-1 所示,以小组为单位,仔细观察直流电压表,认识直流电压表的外形与结构，学会识读表盘与刻度。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、识--认识直流电压表 1.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 一、识--认识直流电压表 2.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 二、探--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2-2-4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 二、探--探究直流电压表测电压的工作原理 根据串联电阻具有分压作用的原理,扩大电压量程的方法就是给测量机构串联一只分压电阻 Rv。因此,实际使用的磁电系直流电压表都是由磁电系测量机构与分压电阻串联组成的。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究直流电压表测电压的工作原理 根据串联电路的特点可得 令 m=U/Uc为电压量程的扩大倍数,则 整理得 如何确定串联分压电阻的大小呢? 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究直流电压表测电压的工作原理 分压电阻 ① 分压电阻一般采用电阻率大、电阻温度系数小的锰铜丝绕制而成。但实际上,由于分压电阻阻值太大,为节约材料,降低成本,也常采用金属膜电阻来代替绕线型电阻。 ②)分压电阻也分为内附式和外附式两种。通常量程低于600V时可采用内附式的,以便安装在表壳内部;量程高于600V时,应采用外附式的。外附式分压电阻是单独制造的,并且要与仪表配套使用。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究直流电压表测电压的工作原理 电压灵敏度 电压表的内阻应等于测量机构的内阻与分压电阻之和,电压表内阻的大小与电压量程有关。 对同一电压表来讲,其电压量程越大,则电压表内阻越大。但是,各量程内阻与相应电压量程的比值却为一常数,该常数是电压表的一个重要参数,通常在电压表面板的显著位置上标出,称为电压灵敏度,单位是“Ω/V”。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、探--探究直流电压表测电压的工作原理 电压灵敏度的两个作用:表示电压表指针偏转到满刻度时取自被测电路的电流值;能方便地计算出该电压表各量程的内阻。 电压灵敏度的意义:电压灵敏度越高,相同量程下电压表的内阻越大,取自被测电路的电流越小,对被测电路的影响越小,测量准确度也越高。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用直流电压表测量直流电压 使用直流电压表测量直流电压的方法 机械调零 测量前,先检查直流电压表指针是否指零,当指针偏离刻度尺上的零位刻度线时,用旋具轻轻旋转机械调零旋钮使之指零。 选择量程 ①估测被测电压的大小,选择合适的电压量程; ②当不知道被测电压的大致数值时,应先从最大量程开始试测,然后根据指针偏转情况,逐步减小至合适量程,即指针指在直流电压表满刻度的 1/2~2/3 范围内。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用直流电压表测量直流电压 连接直流电压表 将直流电压表并联接在被测电路两端,由于测量的是直流电压,还要”“_”接线端,满足“+注意“+'端接高电位端,“-”端接低电位端的要求,以避免指针反转而损坏仪表。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用直流电压表测量直流电压 读数 直流电压表读数时,与直流电流表读数一样,要根据所选定的量程与该直流电压表的最大刻度值,计算出每小格代表多少V(或mV)。如右图所示,选择量程为3V,电压表最大刻度为30格,每小格代表3 V/30=0.1V,因此读数就是 2.7 V。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用直流电压表测量直流电压 1.如何选择合适的直流电压表 ① 根据被测电压的种类选择直流电压表的类型 ② 根据被测电压的大小选择量程适宜的直流电压表, ③ 注意直流电压表的误差范围 二、知识点梳理和重点概念复习 三、做--使用直流电压表测量直流电压 2.直流电压表使用注意事项 ① 直流电压表应并联于被测电路两端。如果错将直流电压表接成串联,则会因其内阻太大,使被测电路呈开路状态，直流电压表也无法正常工作。 ② 由于直流电压表与负载是并联的,所以要求内阻远大于负载电阻。 题目 1： 若需高精度测量，应选择（ ）的电压表 A. 电压灵敏度低 B. 电压灵敏度高 C. 量程大 D. 分度值大 答案：B 解析：高灵敏度电压表内阻大，测量时更接近真实值。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 2： 某电压表内阻为15kΩ，量程为15V，其电压灵敏度为（ ） A. 100Ω/V B. 1000Ω/V C. 1500Ω/V D. 150Ω/V 答案：B 解析：电压灵敏度 = 内阻÷量程 = 15000Ω÷15V = 1000Ω/V。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 3： 电压灵敏度与电压表内阻的关系是（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 不确定 答案：A 解析：电压灵敏度 = 内阻÷量程，量程固定时，灵敏度与内阻正相关。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 4： 以下说法正确的是（ ） A. 电压灵敏度越高，量程越大 B. 电压灵敏度只与表头参数有关 C. 更换分压电阻不影响电压灵敏度 D. 电压灵敏度影响测量误差 答案：D 解析：灵敏度通过影响内阻，间接影响测量时对电路的干扰程度。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 5： 当电压表量程扩大时，其电压灵敏度（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增后减 答案：C 解析：电压灵敏度由表头和分压电阻共同决定，量程扩大时内阻同比例增加，灵敏度不变。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 6： 使用直流电压表测量时，应与被测电路（ ） A. 串联 B. 并联 C. 混联 D. 任意连接 答案：B 解析：并联才能使电压表两端电压等于被测电压。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 7： 测量时发现电压表指针满偏，应（ ） A. 直接读数 B. 换用小量程档位 C. 换用大量程档位 D. 检查电路是否短路 答案：C 解析：满偏说明量程不足，需换用大量程避免损坏仪表。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 8： 测量前未进行调零会导致（ ） A. 读数偏大 B. 读数偏小 C. 读数误差 D. 指针不偏转 答案：C 解析：未调零会使测量值叠加初始偏差，产生系统误差。 选择题 三、常考习题练习与讲解 1.直流电压表的保养需定期清洁表盘，应使用______（填“湿布”或“干燥软布”）擦拭，防止水分渗入内部造成短路。 答案：干燥软布 解析：湿布可能导致水分进入仪表内部，腐蚀电路或造成短路，干燥软布既能清洁表盘又能保证安全。 2.若发现直流电压表指针抖动，可能原因是内部______（填“接线松动”或“电阻短路”），导致电路接触不稳定。 答案：接线松动 解析：接线松动会使电路时通时断，引起电流波动，导致指针抖动；电阻短路通常会使指针满偏或无反应。 填空题 三、常考习题练习与讲解 3.已知某直流电压表电压灵敏度为2000Ω/V，量程为3V，则其内阻为______Ω。 答案：6000 解析：由公式“内阻=电压灵敏度×量程”可得，2000Ω/V×3V = 6000Ω。 4.直流电压表在电路中的正确连接方式是与被测元件______（填“串联”或“并联”），使两者两端电压相等。 答案：并联 解析：根据并联电路电压规律，并联接入可确保电压表两端电压等于被测元件电压，从而实现准确测量。 填空题 三、常考习题练习与讲解 1.直流电压表的外壳只是起到美观作用，对其性能没有影响。（ ） 答案：错误 解析：直流电压表的外壳主要起保护作用，防止内部元件受到碰撞、灰尘、湿气等影响，对保证电压表的正常性能和使用寿命至关重要，并非仅为美观。 2.当直流电压表读数不准确时，一定是电压表本身出现了故障。（ ） 答案：错误 解析：读数不准确可能是多种原因造成的，除了电压表本身故障，还可能是量程选择不当、接线松动、环境存在电磁干扰、未进行机械调零等因素导致的。 判断题 三、常考习题练习与讲解 3.直流电压表的电压灵敏度与测量的准确性无关。（ ） 答案：错误 解析：电压灵敏度越高，电压表的内阻越大，测量时从被测电路取用的电流越小，对被测电路的影响就越小，测量结果越准确，所以电压灵敏度与测量准确性密切相关。 4.在清洁直流电压表时，可以使用任何清洁剂。（ ） 答案：错误 解析：不能使用有腐蚀性的清洁剂清洁直流电压表，否则会损坏电压表的外壳和内部元件，应使用干净的软布擦拭。 判断题 三、常考习题练习与讲解 三、常考习题练习与讲解 1.当测量直流电压时，发现电压表指针反向偏转，这是什么原因？应如何处理？​ 答案：原因是电压表的极性接反了，即电流从电压表的 “-” 接线柱流入，从 “+” 接线柱流出。处理方法是立即断开电路，将电压表的两根接线对调，重新接入电路进行测量。 简答题 三、常考习题练习与讲解 2.若要测量某段电路两端的电压，发现电压表量程不够，应如何解决？​ 答案：可以选择更大量程的电压表；若没有合适量程的电压表，也可以根据串联电路分压原理，给电压表串联一个合适阻值的电阻，扩展其量程后再进行测量，但这种方法操作较为复杂，实际中一般优先选择合适量程的电压表。 简答题 三、常考习题练习与讲解 3.简述直流电压表的工作原理。​ 答案：直流电压表基于表头的电流 - 电压转换原理工作。表头本身是一个小量程电流表，通过与分压电阻串联，利用串联电路分压规律，将被测电压按比例转换为表头能够承受的电流，使表头指针发生偏转，指针偏转角度与被测电压大小成正比，从而在表盘上显示出相应的电压值。 简答题 三、常考习题练习与讲解 4.测量直流电压时，为什么电压表要与被测电路并联？​ 答案：因为并联电路各支路两端电压相等，将电压表与被测电路并联，电压表两端的电压就等于被测电路两端的电压，这样电压表才能准确测量出该电路两端的电压值。若串联接入电路，会改变电路的工作状态，且无法测量出所需的电压值。 简答题 重点复习知识点： 1.基于欧姆定律和串联电路分压规律，分压电阻与表头串联，将被测电压按比例转换为表头能承受的电流，使表头指针偏转角度与被测电压大小成正比，从而实现电压测量。 2.测量前准备：检查外观，确保无损坏；进行机械调零，使指针在未接入电路时指在零刻度线；根据被测电压预估量程，选合适电压表。​ 3.测量操作：与被测电路并联，电流从 “+” 接线柱流入，“-” 接线柱流出；若指针反向偏转，说明极性接反，应立即断开电路对调接线；量程不够时，换用更大量程电压表或串联合适电阻扩程 。 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 $$