专题七 交流电流表测量电流（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

专题七 交流电流表测量电流（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.能够准确阐述交流电流表的基本结构，清晰区分各组成部分的功能，包括测量机构、表盘、接线端子等，明确测量机构是实现电流测量的核心部件 。 2.熟练掌握交流电流表表盘的识读方法，理解表盘上量程、刻度、单位标识等信息的含义，能准确解读 “~” 等符号所代表的交流电流意义。 3.深入理解电磁系测量机构的工作原理，清楚可动铁片与通电线圈磁场相互作用产生转动力矩的过程，以及电磁系交流电流表量程改变的方式和原理。 二、知识点梳理 一、识--认识交流电流表 1.结构 下面以 J0414型交流电流表为例介绍,如图2-1-12所示。 2.认识交流电流表的表盘 J0414 型交流电流表的表盘如图2-1-13所示。 交流电流表与直流电流表表头类似，J0414型交流电流表为双量程交流电流表,当量程选择 500mA 时,表头刻度盘满刻度为 500mA,每大格为 100mA,每小格为 10mA;当量程选择为 100mA 时,表头刻度盘满刻度为 100mA,每大格为 20mA,每小格为 2mA。 二、探--探究交流电流表测量电流的工作原理 交流电流表的核心一般是电磁系测量机构或者整流系测量机构,下面主要以电磁系测量机构为例介绍其工作原理。 1.电磁系测量机构 电磁系测量机构分为固定部分和可动部分,根据其结构形式的不同,可以分为吸引型、排斥型和排斥-吸引型。 (1)吸引型电磁系测量机构 吸引型电磁系测量机构的结构如图 2-1-14所示,由固定线圈、转动装置、指针、阻尼片和游丝等组成。它的固定部分由固定线圈组成。活动部分由装在转轴上的可动铁片、指针、阻尼片及游丝等组成。游丝的作用只是产生反作用力矩,而不通过电流。固定线圈和可动铁片组成了一个电磁系统。固定线圈的形状是扁平的，中间有一条窄缝,可动铁片可以转入此窄缝内。 当固定线圈中有电流通过时,其附近就产生磁场,使可动铁片磁化。固定线圈与可动铁片之间产生吸引力,从而产生转动力矩,引起指针偏转。当转动力矩与游丝产生的反作用力矩相等时,指针便稳定在某一平衡位置,从而指示出被测量的大小。由此可见,吸引型电磁系测量机构是利用通有电流的线圈和铁片之间的吸引力来产生转动力矩的。当固定线圈中的电流方向改变时,固定线圈所产生的磁场的极性和被磁化的铁片的极性同时随之改变。 因此,固定线圈与可动铁片之间的作用力方向仍保持不变,也就是说,指针的偏转方向不会随电流的方向而改变。可见这种电磁系仪表可以用于交流电路中。吸引型电磁系测量机构由于结构上的原因,不能达到较高的准确度,一般用于安装式仪表或0.5级以下的便携式仪表。 (2)排斥型电磁系测量机构 排斥型电磁系测量机构的结构如图 2-1-15 所示。它的固定部分由圆形的固定线圈和固定在其内壁的固定铁片组成。活动部分由固定在转轴上的可动铁片、游丝、指针及阻尼片等组成。当线圈中通有电流时,电流所产生的磁场使固定铁片和可动铁片同时被磁化,并且两个铁片同一侧的磁化极性相同,从而产生排斥力,使指针偏转。当转动力矩与游丝产生的反作用力矩平衡时,指针便稳定在某一位置,从而指示出被测量的大小。当线圈中的电流方向发生改变时,它所建立的磁场方向随之改变,两个被磁化铁片的极性也同时改变,但两个铁片仍然相互排斥,因此转动力矩的方向依然保持不变,即指针的偏转方向不会改变,所以这种排斥型电磁系测量机构可用于交流电路中。 (3)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。 2.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。 三、做--使用交流电流表测量电流 机械调零 测量前要检查交流电流表的指针是否指在零刻度,若不指在零刻度,需旋转调零旋钮进行机械调零。 选择合适的量程 测量前先估计被测电流的大小,选择合适的量程,若无法估计被测电流的大小,则应从最大量程开始试测,逐步换成合适的量程。 测量 切断电源,将电流表串联接入被测电路,在测量较高电压电路的电流时,电流表应串联接在被测电路中的低电位端,若测量更大的交流电流,如大于5A,一般应使用电流互感器进行测量。 读数 接通电源,观察交流电流表指针的偏转情况,读取测量结果。如右图所示,所选量程为 500mA,读数为 320 mA。 三、真题练讲 1.(2021年山东省统一考试)交流电流表在使用过程中，若受到轻微撞击，可能导致（ ） A. 测量结果更准确 B. 指针松动或内部零件移位 C. 量程自动改变 D. 表盘刻度消失 答案：B 解析：轻微撞击不会使测量结果更准确，也不会使量程自动改变、表盘刻度消失；可能导致指针松动或内部零件移位，影响测量准确性和仪表正常工作。 2.(2021年山东省统一考试)下列关于交流电流表量程的说法，错误的是（ ） A. 量程是电流表能测量的最大电流值 B. 不同量程的电流表测量原理不同 C. 可通过改变结构参数改变量程 D. 量程选择不当会影响测量结果 答案：B 解析：量程是电流表能测量的最大电流值；不同量程的电流表测量原理相同，只是通过改变结构参数（如线圈匝数、采用分流器等）实现量程变化；量程选择不当会导致测量不准确或损坏仪表。 3.(2021年江西省统一考试)交流电流表测量时，指针指向刻度中间位置，若量程为 0 - 10A，则此时电流值为（ ） A. 2A B. 5A C. 8A D. 10A 答案：B 解析：量程为 0 - 10A，指针在刻度中间位置，电流值 = 10A×(1/2) = 5A，根据量程和指针位置可计算出测量电流。 4.(2020年山东省统一考试)电磁系交流电流表工作时，其可动部分的动力来源是（ ） A. 重力 B. 通电线圈与可动铁片的电磁力 C. 弹簧弹力 D. 空气阻力 答案：B 解析：电磁系交流电流表工作时，通电线圈产生磁场，可动铁片被磁化后与线圈磁场相互作用产生电磁力，此电磁力是可动部分的动力来源，带动指针偏转；与重力、弹簧弹力、空气阻力无关。 5.(2019年陕西省统一考试)交流电流表在测量交流电流时，若附近有大型电动机运行，可能会（ ） A. 使测量更准确 B. 导致指针反向偏转 C. 引起指针摆动不稳定 D. 无任何影响 答案：C 解析：大型电动机运行会产生强磁场干扰，影响交流电流表内部磁场稳定，引起指针摆动不稳定，使测量不准确；不会使测量更准确，也一般不会导致指针反向偏转。 四、限时练讲 1.下列关于交流电流表结构的描述，正确的是？（ ） A. 交流电流表内部不含线圈 B. 电磁系交流电流表的核心部件是永久磁铁 C. 交流电流表包含测量机构和显示装置 D. 交流电流表的外壳材质只能是金属 答案：C 解析：交流电流表主要由测量机构和显示装置组成，A 选项错误，其内部含有线圈；电磁系交流电流表核心部件是电磁系测量机构而非永久磁铁，B 选项错误；外壳材质不一定是金属，也有塑料等材质，D 选项错误。 2.观察交流电流表表盘时，以下标识代表电流单位的是？（ ） A. V B. Ω C. A D. W 答案：C 解析：A 选项 “V” 是电压单位伏特；B 选项 “Ω” 是电阻单位欧姆；C 选项 “A” 是电流单位安培；D 选项 “W” 是功率单位瓦特。 3.电磁系测量机构的工作原理基于？（ ） A. 电磁感应现象 B. 通电导体在磁场中受力 C. 电流的磁效应 D. 热效应 答案：C 解析：电磁系测量机构是利用电流的磁效应，使可动部分在固定线圈产生的磁场作用下发生偏转来测量电流，C 正确；电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，A 错误；通电导体在磁场中受力是电动机的工作原理，B 错误；热效应与电流通过导体产生热量有关，与电磁系测量机构工作原理无关，D 错误。 4.若某电磁系交流电流表量程为 0 - 5A，以下说法正确的是？（ ） A. 只能测量 5A 的电流 B. 测量超过 5A 的电流仪表无影响 C. 可测量 0 - 5A 范围内的交流电流 D. 可测量 0 - 5A 范围内的直流电流 答案：C 解析：量程为 0 - 5A 表示该交流电流表能够测量 0 - 5A 范围内的交流电流，A 错误，C 正确；测量超过量程的电流会损坏仪表，B 错误；电磁系交流电流表主要用于测量交流电流，不能用于测量直流电流，D 错误。 5.使用交流电流表测量电流时，正确的操作是？（ ） A. 直接将电流表串联在电路中 B. 直接将电流表并联在电路中 C. 测量前不需要检查电流表量程 D. 测量时不需要考虑电流方向 答案：A 解析：使用交流电流表测量电流时，应将电流表串联在电路中，A 正确；并联会导致短路，B 错误；测量前必须检查电流表量程，防止超量程损坏仪表，C 错误；虽然交流电流方向周期性变化，但测量时也要确保电流表接线正确，D 错误表述。 6.当交流电流表指针不偏转时，可能的故障原因是？（ ） A. 被测电路电流过大 B. 电流表量程选择过小 C. 电流表内部线圈断路 D. 电路电压过高 答案：C 解析：电流表指针不偏转，可能是内部线圈断路，导致无电流通过测量机构，C 正确；被测电路电流过大或量程选择过小会使指针超量程偏转甚至损坏仪表，A、B 错误；电路电压过高与电流表指针不偏转无直接关系，D 错误。 7.交流电流表表盘上的 “~” 符号表示？（ ） A. 直流电流 B. 交流电流 C. 电压 D. 电阻 答案：B 解析：“~” 符号在电学仪表中代表交流，所以交流电流表表盘上的 “~” 表示测量的是交流电流，B 正确；直流电流一般用 “—” 表示，A 错误；电压单位符号是 “V”，C 错误；电阻单位符号是 “Ω”，D 错误。 8.关于电磁系交流电流表扩大量程的方法，正确的是？（ ） A. 串联电阻 B. 并联电阻 C. 改变固定线圈匝数 D. 增加永久磁铁磁性 答案：C 解析：电磁系交流电流表扩大量程通常采用改变固定线圈匝数的方法，C 正确；串联电阻一般用于电压表扩大量程，A 错误；并联电阻用于电流表（部分直流电流表）扩大量程，但不适用于电磁系交流电流表，B 错误；电磁系交流电流表无永久磁铁，D 错误。 9.交流电流表测量时，若指针满偏，可能的故障原因是什么？如何处理？​ 答案：故障原因可能是量程选择过小，导致电路电流超过电流表量程。处理方法是立即断开电源，更换量程更大的交流电流表重新进行测量。 10.交流电流表在测量过程中无读数，可能的故障有哪些？​ 答案：①电流表接线松动或断开，导致电路不通；②电流表内部电路断路，如线圈烧毁、连接线断裂等；③量程选择过大，被测电流过小，指针偏转角度微小无法观察；④电流表损坏，如表头故障等。 五、学法建议 重点复习知识点： 1.测量操作：测量时必须将交流电流表串联接入被测电路，确保通过电流表的电流与被测电路电流一致。测量前需根据预估电流大小合理选择量程，量程过小易损坏仪表，过大则测量误差增大。 2.读数方法：依据所选量程和指针在表盘上的位置，计算得出实际电流值，如量程为 0 - 3A，指针在量程 2/3 处，则电流值为 2A。 3.排除方法：针对不同故障原因，采取相应措施，如对调接线、检查电路连接、更换合适量程电流表、修复或更换损坏部件等。 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 $$