电工学第五章

安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（首页）科室:教务科授课时间：课程名称煤矿电工学学时分配总学时:57讲授:57课程类别必修课()选修课()公选课(√)实验:授课专业煤矿采掘授课班级大众半脱产班课堂讨论:任课教师徐雪颖职称习题课:选用教材煤炭工业出版社机动:教学目的要求通过学习掌握电流、电压和功率的测量，学会使用万用表和兆欧表。教学重点难点重点:电流与电压的测量；功率与电能的测量难点:万用表的使用；钳形电流表和欧兆表的使用方法参考书目《煤矿电工学》学校审阅意见负责人年月日安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页）授课章节第五章电工测量教学目的通过学习掌握电流、电压和功率的测量，学会使用万用表和兆欧表。重点与难点教学重点电量的测量和万用表、兆欧表的使用教学难点万用表的使用教学方法讲授法、讲练结合教学手段口述教学过程时间分配教学内容学时数电流与电压的测量1功率与电能的测量1万用表的使用1钳形电流表和欧兆表的使用方法1教学过程设计复习提问讲授新课组织教学课堂小结引入新课布置作业实验无思考题及作业题课后习题教后感安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教提示法及备注第一节电流与电压的测量电工测量的任务是测量电流、电压、电功率和电阻等电工量，通过测量使我们了解电气设备的特性、运行情况以及参数的变化，这对电气设备的安全运行有着十分重要的意义。一、直流电流与电压的测量测量直流电流和电压常采用磁电式仪表1.磁电式仪表的结构磁电式仪表是利用载流线圈在永久磁铁的磁场产生电磁转矩而驱动指针偏转的原理制成的，又称磁电式测量机构。固定部分由永久磁铁、磁极、圆柱形铁芯组成。测量时电流表必须与被测电路串联，否则将会烧毁电表。此外，测量直流电流时还要注意仪表的极性。它由固定和可动部分组成。可动部分由固定轴上的转动线圈和指针组成。第页A负载A负载(a)直接测量电流(b)电流表量程的扩大RARoIoIAI安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教提示法及备注使用注意事项：1.测量时仪表应串入线路，接线时应注意“+”、“-”端标记，“+”接线路正极，“-”端接线路负极，不可接错。2.测量前估计被测线路电流大小，选择合适量程的仪表，应使被测量值在仪表量程的1/2以上。3.若被测电流大于仪表量程，应在测量机构上并联分流器来扩大仪表量程。分流器的阻值为：RA=Ro/(n－1)。式中Ro为表头内阻，n电流扩大倍数。2.磁电式电压表的使用注意事项：1）测量前估计被测线路电压大小，选择合适量程的电压表。2）接线时应注意“+”、“-”端标记，“+”接线路正极，“-”端接线路负极，不可接错。3）若表盘上标有“外附电阻器”，使用时必须串联上与其配套的外附电阻器，表盘不能单独使用。4）若被测电压大于仪表量程，应在测量机构上串联分压器来扩大仪表量程。扩大量程的方法是在表头上并联一个称为分流器的低值电阻RA，第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教提示法及备注压表扩大量程的方法是在表头上串联一个称为倍压器的高值电阻RV，倍压器的阻值为：RV=(m－1)Ro。式中Ro为表头内阻，m=U/Uo为倍压系数，其中Uo为表头的量程，U为扩大后的量程。讲解例题：1.一个量程为2A、内阻2Ω的电流表，若要把量程扩大到10A，求外附并联分流器的电阻值。解：2.一个量程为100V、内阻为2KΩ的电压表，若要把量程扩大到250V,求所串联的分压器的电阻值？解：第页负载负载(a)直接测量电压(b)电压表量程的扩大VVRV+U－+Uｏ－Rｏ安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教提示法及备注二、交流电流与电压的测量测量交流电流和电压通常采用电磁式电流表和电压表。1）电流表的使用注意事项1.在实际测量时，若线路中电流在其量程内，可采用直接接入式。2.若负载电流大于电流表量程，要采用电流互感器来扩大量程。进行精密测量时使用电动式仪表，电流表必须与被测电路串联。交流电流表扩大量程不采用并联分流器的办法，而用绕组的串并联来实现。若被测电流很大时，可配以电流互感器来扩大量程。3.电流互感器副边不能开路，在需要更换或拆除仪表时，应先将电流互感器副边短路。4.测量高压线路电流时，应先用与电流互感器相配套使用的电流表。2）交流电压表的使用方法1.在低压线路上，电压表在量程选择后可直接并联在被测的线路上。2.测量高压线路时，电压表不能直接接入，一般与电压互感器配套使用。第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注第二节功率与电能的测量一、功率的测量1）电动式测量机构测量交直流电路中的功率常采用电动式功率表。电动式功率表具有两组线圈，一组固定，即（电流）线圈与负载串联，反映出流过负载的电流；另一组撒可动（电压）线圈与负载并联，反映出负载两端电压。电流线圈分为两部分，电压线圈处于电流线圈之间的转轴上，转轴上装有指针、阻尼器、弹簧、游丝等。当电流线圈和电压线圈分别通过电流时，电流线圈产生磁场，电压线圈的电流与磁场相互作用产生转矩，从而带动转轴和指针偏转，指示读数。2）单相功率表的使用方法（1）功率表的量限选择选择功率表测量功率时，必须使功率表的额定电压、额定电流和额定功率因数略大于或等于被测电路的电压、电流和功率因数。如果选择时只注意测量功率的量限是否足够，那是错误的。第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注（2）功率表的接法1）电压、电流线圈的接法：由于表的读数与被测电压、电流之间的相位差有关，因此电流线圈与电压线圈必须按照规定的方法接线。通常在电压线圈和电流线圈的一端标有“﹡”或“”等记号，称为对应端。接线的正确规则为：a.电流线圈的对应端必须接至电源的一端上，另一端要接至负载的一端上。b.电压线圈的对应端，可以接至电流线圈的任一端上，而电压线圈的另一端要跨接到负载的另一端上。2）功率表与电流、电压互感器配合使用时同极性端的接法：当对高电压或大电流电路进行功率测量时，可用电压、电流互感器扩大功率表的量限。这时必须注意电压、电流互感器的同极性端的连接，以使功率表的电压、电流的方向与在直接接入时一致。3）用单相功率表测三相电路功率时的接线：a.用2块单相功率表测三相三线或对称三相四线制电路时，电路总功率等于2块表读数之和。b.用3块单相功率表测三相四线制电路的功率时，电第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注路的总功率等于3块表读数之和。c.用2块单相功率表测三相对称电路的无功功率时，电路的总无功功率等于2块表的读数之和乘以23。（3）功率表的读数方法对于多限量的功率表，其标度尺只标有分格数，而不标明瓦特数。对不同的电流限量和电压限量，每一分格都代表不同的瓦特数。每一分格所代表的瓦特数叫功率表的分格常数，以C表示。在测量时，实际功率的数值应等于读得的偏转格数与相应的分格常数C的乘积，即：P=C·功率表各组量限的分格常数可按下式计算：C=meeIU式中C-分格常数，W/格；Ue-所用功率表的额定电压，V；Ie-所用功率表的额定电流，A；m-功率表标度尺满刻度的格数。2、电能的测量第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注1）感应式电度表电度表属于感应式电度表。电度表是由驱动元件（电流元件A和电压元件B）、转动元件（铝盘）、制动元件（制动电磁铁）和其他部件（计数器等）四部分组成。2）单相电能表的使用方法（1）电能表的选择选择电能表时，要使电能表铭牌上的额定电压和额定电流值等于或略大于电路的电压和电流值。（2）电能表的接线用单相电能表测三相电路电能时的接线如下：1）用2块单相电能表测三相三线电路的有功电能时，接线如图5-15所示。此时电路的总电能等于2块表测值的总和。2）用3块单相电能表测三相四线电路的有功电能时，接线方法如图5-16所示。此时电路的总电能等于3块表测值之和。若三相四线制为对称电路，只用1块电能表即可，总电能为表的测值的3倍。3）用单相电能表测量三相电路的无功电能，方法第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注很多，图5-17所示为在三相负荷平衡的情况下，用1块单相电能表测三相三线或三相四线电路的无功电能的接线。此时总的无功电能为表读数的3倍。（3）电能表的读数方法表上红色孔内的数码为小数，红孔右边的小刻度每格表示这位数的1/10，红孔左侧的数码从右到左分别为个、十、百、千位数的数值。若电能表采用互感器，读数方法应是：a.当表上没有标明配套的互感器和乘率时，表的读数与使用的互感器的变流比和变压比的乘积，即是消耗的电能。b.当表上标明配套的互感器变比和乘率时，且使用的互感器与表上标明的互感器变化不符时，应将乘率进行换算，然后表的读数与新乘率的乘积即是实际消耗的电能。（4）注意事项电能表不允许安装在10%的额定负荷以下电路中运行。电能表电路中不允许经常短路或负荷超过额定值的115%，否则电能表误差不在规定的范围之内。第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注第三节万用表的使用一、万用表的使用方法1、直流电压测量将右边转换开关旋至“V”位置上，左边转换开关旋至直流电压最大量程的位置上，将两测棒并联在被测电路中，接线时注意电源的极性。先进行试测，尔后再选择适当的量程进行测量，按表盘上第二条刻度读数，则被测值=读数×扩大量程倍数m。2、交流电压测量将右边转换开关旋至“V”位置上，左边转换开关旋至与测量值相应的量程位置上，将两测棒并联在被测电路中，测量方法与直流电压测量相似。3.交流电流测量将右边转换开关旋至“-A”的位置上，左边转换开关旋至“A”位置上，黑、红测棒分别插入“*”、“5A”插孔中，两测棒串联在被测电路中，按第四条刻度读数，则被测值=读数×电流扩大量程倍数n。4、直流电流测量将左边转换开关旋至“A”位置上，右边转换开第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注关旋至被测直流电流相应量程的位置，将万用表串联在被测电路中，并注意电源极性，按第二条刻度读数，则被测值=读数×n。5.电阻测量将左边转换开关旋至“Ω”位置上，右边转换开关旋至与测量电阻相应的倍率，先将两测棒短路，调节“Ω”调正器，使指针在Ω刻尺上位于零的位置。测棒分开后跨接在被测电阻两端，按第一条刻度读数，被测电阻值=读数×选择的倍率。二、注意事项1.使用万用表时，要把万用表放平，转换开关和端子的位置不要弄错。2.读数时目光应当和表的盘面垂直，指针与镜中的影子应重合读数才能准确。3.测量直流电压、电流时永远用红色测棒接正极，黑色测棒接负极。4.在测量直流电流或电压时，如果不知道被测部分的正负极，可选用最大量程试测，并且快接快离，视指针的偏转方向而辨别正负极。第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注5.测量1000V以上的高电压时，必须使用专用绝缘测棒和引线。6.在测量较高电压和较大电流时，不能带电转动转换开关，否则会在开关触点上产生电弧，严重时会烧毁开关。7.测量电阻时需要注意几项。8.切不可用小电流档去测大电流，以低电压档去测高电压。9.万用表使用后，应将测棒从插孔中拔出，并将转换开关选到测高压或空档上。10.万用表如需防置较长时间，应将表内电池取出，防止电池腐蚀表的元件。11.万用表不要靠近强大的磁场，防止剧烈震动，不要放在潮湿的地方和温度过高之处。12.在干燥的天气中，玻璃表盘与指针之间易发生静电吸引现象。13.测量交流电压时，须考虑到被测电压波形。14.测量直流电压叠加交流信号时，应考虑万用表转换开关的最高耐压值。第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注第四节钳形电流表和兆欧表的使用方法一、钳形电流表的使用方法钳形电流表，又称测电钳，俗称卡表，用于需要不切断电路而进行测量的场合，在维护工作中广为采用。用钳形电流表测量电路中的电流时，不需要断开电路，使钳形铁芯张开，将被测的一根导线置于铁芯内之后再将铁芯闭合，此时，被测导线即是电流互感器的原绕组，经过变化之后，电流表的指针所指示的读数