《电气测量技术》功率表（一）（举一反三考点练）课后自测（卷2）

举一反三考点练 《电气测量技术》功率表（一）-课后自测 知识点一 电动系功率表的结构与工作原理 1. （简答题）简述电动系功率表测量直流电路功率的原理。 【答案】 电动系功率表测量直流电路功率时，定圈与负载串联，通过定圈的电流I1等于被测电路电流I；动圈与附加电阻串联后并联在负载两端，动圈电流I2 = U/R2（R2为电压支路总电阻）。由于电流线圈两端电压降远小于负载电压，可认为电压支路电压等于负载电压U。由α∝I1I2，可得α∝UI = P，即可动部分偏转角正比于被测负载功率P。 2. （简答题）简述电动系功率表测量交流电路功率的原理。 【答案】 测量交流电路功率时，定圈电流等于负载电流；动圈电流与负载电压成正比。因电压支路附加电阻大，工作频率不太高时动圈感抗可忽略，动圈电流与负载电压同相，定圈与动圈电流相位差ψ等于负载电流与电压相位差φ。由α∝I1I2cosψ，可得α∝UIcosφ = P，即偏转角与被测电路有功功率成正比，此结论对非正弦交流电路也适用。 3. （简答题）为什么电动系功率表的标度尺刻度是均匀的？ 【答案】 电动系功率表不论用于直流还是交流电路功率测量，其可动部分的偏转角均与被测电路的功率成正比。在直流电路中，α∝UI = P；在交流电路中，α∝UIcosφ = P。由于偏转角与功率呈线性正比关系，所以标度尺上功率的刻度是均匀分布的，便于直接读取被测电路的功率值。 4. （简答题）电动系功率表中定圈和动圈的作用分别是什么？ 【答案】 定圈与负载串联接入被测电路，通过定圈的电流就是被测电路的电流，通常称定圈为电流线圈，其作用是引入被测电路的电流信息。动圈与附加电阻串联后并联接入被测电路，动圈支路两端的电压就是被测电路两端的电压，通常称动圈为电压线圈，其作用是引入被测电路的电压信息，通过定圈和动圈电流的相互作用使指针偏转来反映功率大小。 5. （简答题）在电动系功率表测量线路中，如何表示电压与电流相乘的线圈？ 【答案】 根据国家标准规定，在测量线路中，用一个圆加一条水平粗实线和一条竖直细实线来表示电压与电流相乘的线圈。这种符号表示方式能够清晰准确地体现功率表测量中电压和电流的组合关系，方便在电路图中进行标识和理解，有助于电气技术人员正确连接和使用功率表进行功率测量。 6. （简答题）电动系功率表测量交流功率时，动圈电流与负载电压同相的条件是什么？ 【答案】 当工作频率不太高时，电动系功率表电压支路中附加电阻Rj的阻值总是比较大，相比之下动圈的感抗可以忽略不计。在这种情况下，就可以近似认为动圈电流与负载电压是同相的，即动圈电流与负载电压之间的相位差等于零，进而使得定圈与动圈电流之间的相位差ψ与定圈电流和负载电压之间的相位差φ相等，以此实现交流功率的测量。 知识点二 多量程功率表 1. （简答题）简述多量程功率表电流量程的转换方法。 【答案】 多量程功率表的电流量程转换主要依赖于电流线圈的设计。通常，功率表内设有两个完全相同的电流绕组，通过串联或并联的方式来实现电流量程的调整。 当两个绕组串联时，电流量程为Im；而当它们并联时，电流量程则扩大为2Im。 在实际操作中，用户可以通过连接片来改变额定电流，从而选择合适的电流量程。 这种方法简单易行，且能有效保护功率表免受过载损坏。 2. （简答题）如何改变多量程功率表的电压量程？ 【答案】 多量程功率表的电压量程调整与电压表类似，主要通过在电压支路中串联不同的附加电阻来实现。功率表的电压电路通常设计有四个端钮，其中标有“*”号的为公共端钮，用于连接附加电阻以改变电压量程。用户可以根据实际测量需求，选择合适的附加电阻接入电路，从而调整电压量程至所需范围。这种方法灵活方便，能够满足不同电压等级下的测量需求。 3. （简答题）在选择功率表量程时，需要注意哪些事项？ 【答案】 在选择功率表量程时，需综合考虑被测电路的电流、电压以及功率因素。首先，要确保所选量程的电流和电压均不超过功率表的额定值，以防止设备损坏。其次，要根据负载的功率大小选择合适的功率量程，避免量程过大导致测量不准确或量程过小导致设备过载。此外，还需考虑负载的工作状态和电压波动情况，选择具有足够余量的量程以确保测量的稳定性和安全性。 4. （简答题）D9-W14型功率表有哪些额定值组合，并分别给出其功率量程。 【答案】 D9-W14型功率表提供了多种额定值组合以满足不同测量需求。具体来说，该功率表具有5A/10A的电流量程和150V/300V的电压量程。通过组合这些额定值，可以得到四种不同的功率量程：5A、150V时功率量程为750W；5A、300V时为1500W；10A、150V时同样为1500W（但电流余量更小）；10A、300V时则达到3000W。用户应根据实际测量需求选择合适的量程组合。 5. （简答题）为什么在选择功率表量程时，不能仅考虑功率量程是否超出？ 【答案】 在选择功率表量程时，不能仅关注功率量程是否超出，因为即使负载功率在功率表量程范围内，如果电压或电流单独超出额定值，也可能对功率表造成损坏。例如，电压过高可能导致电压支路电流过大而烧毁动圈或游丝；电流过大则可能使定圈过热而损坏。因此，在选择量程时，必须同时确保被测电路的电流和电压均不超过功率表的额定值，以保证测量的准确性和设备的安全性。 6. （简答题）在测量含有显著谐波的非正弦周期电流电路功率时，功率表的读数可能受到哪些因素影响？如何正确分析测量结果以获得电路的实际平均功率？ 【答案】 在非正弦周期电流电路中，功率表读数可能受以下因素影响： 1. 谐波功率叠加：电流谐波与电压基波或谐波相互作用，产生附加功率项，导致读数偏离纯基波下的平均功率。 2. 相位关系变化：谐波成分可能改变电压与电流的相位差，影响功率因数，进而使读数不能直接反映实际有功功率。 3. 频率响应限制：若功率表频带较窄，高频谐波可能被衰减，导致读数偏低。 分析方法： 通过频谱分析确定谐波含量，计算各次谐波的有功功率并求和，得到总平均功率。 若仅需近似值，可结合波形畸变率（THD）估算谐波功率占比，校正功率表读数。 选用宽频带功率表或谐波分析仪，直接测量基波和谐波功率分量，提高准确性。 知识点三 功率表的选择及使用方法、低功率因数功率表 1. （简答题）功率表正确接法规则及错误接线后果。 【答案】 功率表正确接法遵守“发电机端”规则，标有“”号的电流端接电源一端，另一电流端接负载端，电流线圈串联；标有“”号的电压端钮可接电流端钮任意一端，另一电压端钮跨接负载另一端，电压支路并联。错误接线如电流或电压端钮反接，会使指针反转不能读数甚至损坏仪表；电流、电压端钮同时反接，会产生附加误差且可能击穿绝缘。 2. （简答题）电压线圈前接法和后接法的适用情况。 【答案】 电压线圈前接法适用于负载电阻远比电流线圈电阻大得多的情况。此时电流线圈电流等于负载电流，电压支路电压包含负载电压和电流线圈电压，若负载电阻远大于电流线圈电阻，电流线圈功率消耗对读数误差影响小。电压线圈后接法适用于负载电阻远比电压支路电阻小得多的情况。此时电压支路电压与负载电压相等，但电流线圈电流包含负载电流和电压支路电流，若电压支路电阻远大于负载电阻，电压支路功率消耗对读数误差影响小。 3. （简答题）低功率因数功率表的特点及读数方法。 【答案】 低功率因数功率表用于测量功率因数较低的交流电路功率或交直流电路小功率。普通功率表测低功率因数负载功率读数误差大，低功率因数功率表针对此在结构上采取措施。其标度尺按较低额定功率因数刻度。读数时，分格常数C = UNINλN/N（λN通常标注在仪表面板上），读取指针偏转格数n后，被测功率P = Cn。 4. （简答题）具有补偿线圈的低功率因数功率表原理。 【答案】 具有补偿线圈的低功率因数功率表中，补偿线圈结构、匝数和电流圈相同且绕向相反，绕在电流线圈上。测量电路时，补偿线圈串联在电压支路中，通过它的电流与通过电压线圈的电流相同。补偿线圈建立与电流线圈工作磁场方向相反的磁场，使实际作用于动圈的等效磁场减小，减小的量与电流大小成正比，从而在测量读数中消除了电压支路功耗对测量的影响。 5. （简答题）应用补偿电容的低功率因数功率表原理。 【答案】 应用补偿电容的低功率因数功率表中，电容器C并联在电压支路的附加电阻一部分上。功率表的角误差由电压线圈的电感引起，被测电路功率因数越低，角误差越大。并联电容后，可使原来的感性电路变为纯电阻性电路，消除了角误差的影响，从而提高测量的准确性。 6. （简答题）带光标指示器的张丝式低功率因数功率表原理。 【答案】 带光标指示器的张丝式低功率因数功率表采用张丝支承可动部分，以光标指示器代替指针。张丝支承可减小摩擦，光标指示器能在较小转矩下工作，使功率消耗大大减小，提高了仪表的灵敏度，减少了摩擦引起的误差，更适合测量低功率因数电路的功率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 举一反三考点练 《电气测量技术》功率表（一）-课后自测 知识点一 电动系功率表的结构与工作原理 1. （简答题）简述电动系功率表测量直流电路功率的原理。 2. （简答题）简述电动系功率表测量交流电路功率的原理。 3. （简答题）为什么电动系功率表的标度尺刻度是均匀的？ 4. （简答题）电动系功率表中定圈和动圈的作用分别是什么？ 5. （简答题）在电动系功率表测量线路中，如何表示电压与电流相乘的线圈？ 6. （简答题）电动系功率表测量交流功率时，动圈电流与负载电压同相的条件是什么？ 知识点二 多量程功率表 1. （简答题）简述多量程功率表电流量程的转换方法。 2. （简答题）如何改变多量程功率表的电压量程？ 3. （简答题）在选择功率表量程时，需要注意哪些事项？ 4. （简答题）D9-W14型功率表有哪些额定值组合，并分别给出其功率量程。 5. （简答题）为什么在选择功率表量程时，不能仅考虑功率量程是否超出？ 6. （简答题）在测量含有显著谐波的非正弦周期电流电路功率时，功率表的读数可能受到哪些因素影响？如何正确分析测量结果以获得电路的实际平均功率？ 知识点三 功率表的选择及使用方法、低功率因数功率表 1. （简答题）功率表正确接法规则及错误接线后果。 2. （简答题）电压线圈前接法和后接法的适用情况。 3. （简答题）低功率因数功率表的特点及读数方法。 4. （简答题）具有补偿线圈的低功率因数功率表原理。 5. （简答题）应用补偿电容的低功率因数功率表原理。 6. （简答题）带光标指示器的张丝式低功率因数功率表原理。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$