如何进行电流测量
电流简介电流是电荷的流动。电流的标准单位是安培(A)，它等于每秒内一库仑电荷的流量。
虽然有多种方法测量电流，但最常用的方法是进行间接测量，即根据欧姆定律，通过测量精密电阻器上的电压来测量流过电阻器的电流。电流的测量方法
测量电流主要有两种方法：一种是基于电磁学的，与早期的动圈式（达松伐尔）仪表有关，另一种是基于电学的主要理论欧姆定律的。
达松伐尔电流计
达松伐尔电流计是一种电流表，是用于检测和测量电流的仪器。它是一个模拟机电传感器，当有电流流过它的线圈时，它会在有限的表弧上产生一个旋转变形。
今天使用的达松伐尔电流计是用小型旋转线圈绕在永磁体外面制成的。线圈被系到绕校正刻度盘旋转的薄指针上。一个小型的扭转弹簧将线圈和指针拉到零的位置。
当有直流电流过线圈时，线圈会产生磁场。这个磁场与永磁体的磁场方向相反。线圈发生扭曲，推动弹簧，使指针发生移动。指针指到显示当前电流值的刻度上。精心设计的磁极片使磁场均匀，这样指针偏转的角度就与电流成比例了。
其它电流表
基本上，今天的大多数安培表都是根据电学基本理论欧姆定律设计的。现代电流表基本上由电压表和精密电阻组成，利用欧姆定律，就可以进行精确而且具有成本效益的测量了。
欧姆定律——欧姆定律指出，在电路中，流过导体两点间的电流与两点间的电势差成正比(或者说，压降或电压)，与两点间的阻抗成反比。
描述这种关系的数学表达式为：
I = V/R
其中I为以安培为单位的电流，V是以伏特为单位的两点间的电势差，R是电路参数，它以欧姆为单位(相当于伏特每安培)，被称为电阻。电流表工作原理——今天的电流表通过一个内部电阻来测量特定信号的电流。然而，当内部的电阻不能测量更大的电流时，就需要外部的配置了。
为了测量更大的电流，可以在电流表上并联一个被称为分流电阻的精密电阻。大部分电流流过分流电阻，只有一小部分电流经过电流表。这就使得电流表可以测量更大的电流。
只要期望的最大电流乘上电阻的值不会超过电流表或数据采集设备的输入范围，那么任意的电阻都是可以接受的。
在使用这种方法测量电流时，你应该使用最小的电阻值，因为这对现有电路造成的干扰最小。然而，阻抗越小，造成的电压降越小，所以你必须在分辨率和电路干扰间做一个折中。
图1显示了通常的利用分流电阻的电流测量原理图。
图1.将分流电阻连接到测量电路中
使用这种方法，电流不会被直接输入给安培表或数据采集电路板上，而是要经过外部的分流电阻。因而，只要分流电阻上的电压降不会超过电流表或数据采集电路板的工作电压范围，那么理论上可以测量的电流值是无限大的。
电流公约
常规电流
常规电流是今天的电子电路、传输线等中常见的电流测量度量。它们不符合传输标准，而且它们的范围可以从零到很大的安培数。
电流环/4-20mA公约
当设备需要通过一对导体进行远程监测或控制时，那么需要使用模拟电流环。在任意的时刻，只存在有一个电流级别。
“4到20毫安的电流环”或者4-20mA是工业仪器和通信的模拟电器传输标准。对于电流环信号而言，4mA表示没有信号存在，20mA表示信号100%存在[1]。mA是毫安培的缩写，即千分之一安培。
4毫安的"带电零位" 允许接收仪器区分零信号和损坏的导线或坏的仪器【1】。虽然开发于20世纪50年代，今天这个标准仍然被广泛用于工业。4-20mA公约的好处包括制造商的广泛使用、相对较低的实现成本以及对抗电气噪声的能力。此外，利用带电零位，你可以直接利用电流环为低功耗仪器供电，节省了额外电线的成本。
精确度考虑
分流电阻在电路中的放置位置是很重要的。如果外部电路与带有电流表或数据采集电路板的计算机共地，那么你应该把分流电阻放置在尽可能接近电路的地端的位置上。如果不这样的话，由分流电阻产生的共模电压可能处在电流表或数据采集板规格外，这将导致不精确的读数，甚至可能损坏电路板。图2显示了分流电阻正确和不正确的放置位置。
图2分流电阻放置
数据采集设备测量
有三种不同的方法用于测量模拟输入。请查阅文献《如何进行电压测量》来获取每种配置的更详细信息。
例如，考虑NI CompactDAQ USB数据采集系统。图3显示了一个NI CompactDAQ机箱和一个NI 9203模拟电流输入模块。由于NI 9203内部有一个精密电阻，所以不要求外接的分流电阻。
图3. NI CompactDAQ机箱和NI 9203模拟电流输入模块
图4显示了使用NI cDAQ-9172机箱和NI 9203进行参考信号终端（RSE）电压测量的连接图以及模块的管脚定义。在图中，管脚0对应于“模拟输入0”通道而管脚9对应于共同的地。
图4. 在RSE配置中的电流测量
除了NI 9203，通用模拟输入模块（如NI 9205）也可以利用外部分流电阻提供电流的输入功能。
查看你的测量结果：NI LabVIEW
一旦你将传感器连接到测量仪器上后，就可以使用LabVIEW图形化编程软件来对所需要的数据进行可视化和分析了。
图5. LabVIEW中的电流测量
交流采用：电流互感器，最大测150A
2019年精选初中八年级上册科学第2节电流的测量浙教版复习特训【含答案解 析】第二十一篇 第1题【单选题】 某同学使用电流表时，估计待测电路中的电流应选用“0～0.6安”的量程，但他误用“0～3安”的量程来测量。这样做的结果是( ) A、指针摆动角度大，会损坏电流表 B、指针摆动角度小，会损坏电流表 C、指针摆动角度小，读数比较准确 D、指针摆动角度小，读数不够准确 【答案】： 【解析】： 第2题【单选题】 下列关于实验仪器使用方法的说法中，正确的是( ) A、使用量筒可以用排水法测量石块的体积 B、电流表和电压表都要与被测电路串联 C、使用天平测量物体质量时，若增减砝码无法使天平横梁平衡，则应调节平衡螺母 D、使用温度计测量液体温度，温度计的玻璃泡必须接触容器底部 【答案】： 【解析】：
第3题【单选题】 把一根粗细均匀电阻丝弯折成一个闭合的等边三角形abc ，如图所示，图中d点为底边ab的中心。 如果cd两点间的电阻为9 Ω，则( ) A、ac两点间的电阻是6 Ω B、ac两点间的电阻是8 Ω C、ad两点间的电阻是4.5 Ω D、ad两点间的电阻是9 Ω 【答案】： 【解析】：
第4题【单选题】 小．为了进一步探究A、B、C三处的电流大小的关系，总结普遍规律．他下一步的操作应该是( ) A、换用不同规格的灯泡，再次测量A，B，C三处的电流 B、改变开关S的位置，再次测量A，B，C三处的电流 C、将图中两只灯泡位置对调，再次测量A，B，C三处的电流 D、将电源两极对调，再次测量A，B，C三处的电流 【答案】： 【解析】：
第5题【单选题】 下列说法中正确的是( ) A、串联电路中的各处电流是不变的 B、串联电路的各处的电流也可能会不等 C、并联电路中干路中的电流一定大于任一支路中的电流 D、并联电路中各支路中的电流一定相等 【答案】： 【解析】： 第6题【单选题】 如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列有关分析正确的是( )
判断电流表、电压表的测量对象及电路的连接方式专题技能一、判断电路中的电表是电流表或电压表的一种方法 下列各图中，电路连接没有错误，电表均有正常示数，请判定甲、乙各是电流表还是电压表 分析：我们知道，在正常使用情况下，电流表是串联在电路中，而电压表是并联在电路中的，若将电流表所在处换成一段导线，则原电路肯定不会出现短路；但若将电压表所在处换成一段空导线，则原电路必出现短路，因此，欲判定哪个电表，只要将该表所在处换成空导线，暂时用纸遮盖住其余表所在支路，通过看删减后的电路是否出现短路，便可使问题迎刃而解。 其遵循的规律是：删减后，能使电路出现短路的，则所要判定的那个电表便是电压表；不能使电路出现短路的，则所要判定的那个电表是电流表。 下面我们用上述方法判定图1所示电路中的电表，先判定甲表。将原电路删减为图1（a）所示（实际上，不必重新画图，只要将乙表所在支路遮盖住，把甲表的圆圈换成空导线即可。下同）。由图可知，此时R1与R2并联，电路没有出现短路，因此甲表是电流表；再判定乙表，将原电路删减为图1（b）所示，由图可以看出，R2被其下方导线短路，因此乙表是电压表。 教学实践表明，运用此种方法判定电表，所依据的的原理简单易懂，操作简便、快速。本文篇首中另外两图中的电表各为何表？请同学们按照上述方法自己判定。 （答案：图2中甲为电流表，乙为电压表；图3中甲为电压表，乙为电流表） 技能二、含有电表时判断用电器的连接方式的技巧：通常是把电压表先看成开路，可以从电路中先去掉；把电流表看作是一根导线。同时也把被短路的用电器去掉。
技能三、判断电压表的测量对象时，通常可以用“移线法”，即移动电压表的两个接线柱，观察它最终是并在哪个用电器两端，那么测的就是那个用电器两端的电压。但移线的条件是：只有是导线或相当于导线（如电流表、闭合的开关）的才能够移动，而用电器、电压表、电源、电阻等就不能够移动。 巩固练习 如图1所示：现有两只灯泡它们既可以串联也可以并联，那么在串联时三个圆圈中该填入何种电表符号，在并联时，又该填入什么电表符号？ （1）串联时，A是，B是，C是。 （2）并联时，A是，B是，C是。 2、如图2所示的电路中，把圆圈所代表的电表填入其电路符号。 3 （1 （2 （3 （4）电压表测量V1测两端的电压。 （5）电压表测量V2测两端的电压。
变频器中几种典型的在线电压电流检测方案设计 1. 前言 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置, 其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。简单地说变频器是通过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的。从电机的转速公式可以看出，调节电机输入电压的频率f，即可改变电机的转速n。目前几乎所有的低压变频器均采用图1所示主电路拓扑结构。 部分1为整流器，作用是把交流电变为直流电，部分2为无功缓冲直流环节，在此部分可以采用电容作为缓冲元件，也可用电感作为缓冲元件。部分3是逆变器部分，作用是把直流电变为频率可调整的三相交流电。中间环节采用电容器的这种变频器称之为交直交电压型变频器，这种方式是目前通用型变频器广泛应用的主回路拓扑。本文将重点讨论这种结构在电压、电流检测设计中应注意的一些问题。变频器在运行过程中为什么要对电压、电
流进行检测呢？这就需要从电机的结构和控制特性上说起： ①三相异步电动机的转矩是由电机的磁通与转子内流过电流之 间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。 ②变频器运行中，过载起动电流为额定电流的1.2~1.5倍；过流保护为额定电流的2.4~3倍（根据不同性质的负载要求选择不同的过流保护点）；另外还有电流闭环无跳闸、失速防止等功能都与变频器运行过程中的电流有关。 ③为了改善变频器的输出特性，需要对变频器进行死区补偿，几种常用的死区补偿方法均需检测输出电流。 ④电动机在运转中如果降低指令频率过快，则电动状态将变为发电状态运行，再生出来的能量贮积在变频器的直流电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，就需要对电压进行及时、准确地检测，给变频器提供准确、可靠的信息，使变频器在过压时进行及时、有效的保护处理。同时变频器上电过程、下电过程都需要判断当前直流母线电压的状态来判断程序下一步的动作。 鉴于电压、电流检测的重要性，在变频器设计中采用对电压、电流进行准确、有效检测的方法是十分必要的。下面分别就几种方法进行探讨。 2.在线测量电压的几种方案设计
§15.4 电流的测量 【教学目标】 （一）知识与技能 1、知道电流的单位及单位换算。 2、知道电流表的用途和符号。 3、记住并理解电流表的使用方法及读数方法。 （二）过程与方法 通过学生实验培养学生使用电学仪器的技能和良好习惯。 （三）情感态度价值观 培养学生的动手能力及合作能力，使学生逐步形成严谨的科学态度与协作精神。 【教学重点】 电流概念的建立、电流表的使用方法。 【教学难点】 电流表的使用方法，包括实物接线和读数。 【课前准备】 ,电流表一只多媒体课件 【教学时间】1课时 【教学过程】 （一）引入新课 师：我们知道，小灯泡发光是因为有电流持续通过小灯泡。下面请同学看老师的实验，仔细观察现象。 教师演示实验：这是一个由电池、灯泡、开关、导线构成的电路，当闭合开关时，同学们看到了什么？说明了什么？（生：灯泡发光，电路中有了电流.）师：你看到电流了吗？你怎么知道电路中有了电流？（生：电流倒是没看见，但灯泡发光了.）教师增加干电池的节数，学生观察小灯泡的亮、暗。师：看到了什么现象？（生：灯泡的明亮程度不一样，学生讨论，为什么？）教师小结：灯泡越亮表明电路中的电流越强，灯泡越暗表明电路中的电流越弱，即是说电流有强弱。 课题：15.4电流的测量 （二）进行新课 （一）电流的强弱 师：同学们请翻开书P45，了解如何表示电流的强弱？电流的单位是什么？知道一些常见的用电器中的一些电流。（学生看书） 学生回答：
1、电流的强弱用电流表示，其符号是I。 2、电流的基本单位是安培，简称“安”，符号是A；常用的单位还有mA和uA。换算关系：1mA=103A，1A=106uA。 学生练习：手电筒电流大约为200mA=______A。雷电电流可达2X105 A=__ _mA=__ _uA （二）电流的测量 师：给每个小组发一个电流表，学生观察。 1、认真观察，认识电流表。 学生观察电流表实物，教师提醒学生注意观察的顺序，记录有价值的信息准备交流。（学生讨论交流，教师引导总结。） 生：电流表上有一个标志符号A，电流表表盘上有一排均匀刻度。 生：电流表的刻度有两种标度。 生：电流表上有三个接线柱。标有“-”、“0.6”和“3”三个接线柱。 师：哪位同学能告诉我，三个接线柱分别表示什么？电 流表的刻度为什么会有两种标度？（生：“0.6”和“3”是 “+”接线柱，因为电流有方向，“+”和“-”接线柱告诉我 们，电流应该从“+”接线柱流进电流表，从“-”接线柱流 出电流表。生：两种标度是因为电流表有两个量程。一个是 “0—0.6A，分度值为0.02A。一个是0—3A，分度值是0.1A） 2、学生练习读数：当电流表所接的量程为０－０.6A时电流表的示数为_________A 当电流表所接的量程为０－3A时电流表的示数为_________A 3、电流表的正确使用： 师：学生看书P46，归纳出电流表的使用方法并进行实验，并量小灯泡的电流。 1：电流表必须和被测的用电器串联；（串联接入） 2：电流必须从“+”接线柱流进去；“-”接线柱流出来；（“＋”进“—”出） 3：不要超过电流表的量程；（在无法知道电流的强度时，要采用“试触”的办法）（不超量程） 4：任何情况下都不能使电流表直接连到电源的两极上。（勿接电源） 4、实验： 演示实验：用电流表测一测前面电路中电流的大小。 学生实验：物理课本47页： （1）按照图15.4-5甲所示的电路图连接电路，测量这种情况下电路中的电流。 （2）如图15.4-5乙所示，改变电流表在电流中的位置，测量这种情况下电路中的电流。 （3）比较电流表两次示数是否有变化。 （三）学习小结
教育学科教师辅导讲义(1B) 课 题 电路图与电流的测量 授课日期及时段 2011年月日 教学目的 1．电路的基本组成、理解各元件的作用判断电路的三种状态（通路、开路和短路）和不同的连接方法（串联电路和并联电路） 2. 知道什么是电流，明确串联电路、并联电路中的电流特点。及电流的使用 教学内容 【课前检测】 一、根据要求用笔画线代替导线，将各题中的实物连接起来。 1、图1中灯泡L 1和L 2串联，开关控制两灯的通、断电。 2、图2中灯泡L 1和L 2并联，开关同时控制两灯的通、断电。 二、填空 1.某电路中的电流为300毫安，合 安。 2.分别读出图4—16中电流表的示数，Ia= 安，Ib ＝ 安。 【知识梳理】 一、电路 1、电路的组成： ①把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流的路径叫做电路。 说明：一个正确的电路，无论多么复杂，也无论多么简单，都是由这几部分组成的，缺少其中的任一部分，电路都不会处于正常工作的状态。 ②各部分元件在电路中的作用 电源的作用：维持电路中有持续电流，为电路提供电能。电流从电源的正极出发，回到电源的负极。 导线的作用：连接各电路元件的导体，是电流的通道。 用电器的作用：利用电流来工作的设备。在用电器工作时，将电能转化成其他形式的能。 开关的作用：控制电路通、断。 拓展 从能量的角度看，在电路中，电源的作用是提供持续电能的；用电器的作用是消耗电能；导线的作用是输送电能；开关的作用是控制电能有无的。 2、电路的通路、开路和短路（状态） L 1 L 2 图 1 L 1 L 2 图 2
合上开关，小灯泡发光。这种处处连通的电路叫通路，也叫闭合电路。 断开开关，或将电路中的某一部分断开，小灯泡都不会发光，说明电路中没有电流。这种因某一处断开而使电路中没有电流的电路叫开路。 将小灯泡取下，即用导线直接把电源的正、负极连接起来，过一会儿手摸导线会感觉到导线发热。这种电路中没有用电器，直接用导线将电源正负极相连的电路叫短路。短路是非常危险的，可能把电源绕坏，是不允许的。必须防止电源短路。 二、电路元件和符号电路图 电路中各元件的符号在设计、安装、修理各种实际电路的时候，常常需要画出表示电路连接情况的图。为了简便，通常不画实物图，而用国家统一规定的符号来代表电路中的各种元件。 1、电路元件符号：导线、电池、电池组、灯泡、开关、导线交叉不相连、导线间连接等。 2、电路图：用元件符号代替实物表示电路的图叫电路图。 3、电路的两种基本连接方法是串联和并联。 如果把元件逐个顺序连接起来接入电路，这种连接方法叫做串联， 如果把元件的两端“分别”（并列）连接起来接入电路，这种连接方法叫做并联。 介绍电路中电流的流向和干路、支路和分支点。 三、电流的测量 1.电流的形成:在电路中，自由电荷(自然界存在正电荷、负电荷——即电子两种) 移动而产生的。 2.电流的方向:正电荷从电源的正极经导线流向负极。而实际上是自由电子(负电荷)从电源负极经导线流向正极。可见，电流的方向与电子的移动方向相反。 3.电流的单位:安培，简称安，用符号 A 表示，较小的单位还有毫安和 微安，符号分别为 mA 和μA 。其关系为1A＝ 103 mA，1mA＝ 103μA。 p.133表中是常见用电器的电流值。 4.电流的测量:不同的电路，电流的大小是不同的。电流的大小用电流强度表示，简称电流，用字母 I 表示。 5．用电流表可精确测量电流的大小。电流表的符号○A。 实验室常用的电流表一般有三个接线柱“—”“0.6”“3”或“3”“0.6”“+”。两个量程 0～0.6安、 0～3安。 电流表的使用应注意下列事项: ①正确选择量程:被测电流不得超过电流表的量程，否则将损坏电流表，通常用试触法选择量程，先迅速试触电流表大量程，指针偏转太小再换用较小量程； ②电流表必须串联接在被测电路中； ③使电流从“+”接线柱流进，从“—”接线柱流出； ④绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源两极，否则电流表会因电流过大而烧坏。 6.串并联电路电流的特点：串联电路特点: 串联电路中电流处处相等。 并联电路特点: 干路电流等于各支路电流之和。 【重难点突破】 重点突破 通路、开路、短路三种状态下电流的大小比较： 电路状态通路开路短路 电流大小电流正常没有电流电流过大 【小结】持续电流存在的条件是：除电路中有电源外，电路还必须是通路，这两个条件缺一不可。发生短路时，电路中会有很大电流，轻则损坏电源，重则发生事故。
A. B. C. D. 断 路 法： 电流表要与所测的那部分电路串联，根据串联电路的特点（某处断开，所串联的每个部分都没有电流通过），因此我们首先可以把所要判断的电流表去掉，使该处形成断路；接着我们分析那一部分没有电流通过，则电流表就是测量这一部分的电流。 例题：如图2，试判断电流表分别测量哪些灯泡的电流。 分析：如图3，当断开A 3时，____断路，故A 3测的是______的电流； 如图4，当断开A 2时，____断路，故A 2测的是______的电流； 图2 图3
【练习3】如图5，三只电流表的读数分别为，这三个电流的大小 关系为（ ） A. B. C. D. 【练习4】画出灯泡L 1和灯L 2泡并联， 测干路电流； 测灯泡L 1的电流；开关S 接在干路上；开关 1 L 2 S 图1
如何判断电压表的测定对象【例题1】如图1所示，电压表测出的是（） A.R 1两端的电压 B. R 2 两端的电压 C.电源电压 D.无法确定 看罢此图，你可能已发现，此图中电压表的连法与课本上的有所不同。这是 一种“异形连接”。下面就针对此类“异形连接”电压表测量对象的判断介绍两种方法 一、滑移法 是把电压表两引线沿导线向用电器两端或向电源两端滑动（开关、电流表均可看做导线），看电压表是与哪部分并联，从而确定测量对象。 为方便起见，在图中标出相应的字母，如图1所示。电压表的左端引线a点处在R 1 和电源之间，不能再向其他地方滑动；电压表的右端引线b可沿导线滑过 开关S，再滑到c点。可见，电压表并接在a、c两点间，测的是R 1 两端的电压。 【练习1】在如图所示的电路中，电源的电压为4．5V，电压表V的示数为2．5V， 则L 2 两端的电压为（） A．0．5V B．2V C．2．5V D．7V 【练习2】如图所示，将开关S闭合后，电压表V 1、V 2 的示数分别是10V和4V， 则此时L 2 两端的电压为（） A．4V B．6 V C．10 V D．14V 二、节点法 但在复杂的电路中很多同学往往看不到电压表到底和哪一个用电器相并联，常常发生误判而出错。当这种现象出现时，只要找到电压表两个节点，然后看电流在这两个节点流过哪些用电器，此时电压表就测那部分用电器的电压。 【例题2】在如图所示的电路中，电源的电压时14V，当开关S闭合时，电压 表V 1的示数时10V ， ，电压表V 2 的示数是6V，则三只灯泡L 1 、L 2 、L 3 两端的电压 分别是多少？
输电线路电流电压在线监测系统设计方案 输电线路电流电压在线监测系统设计方案 目录 1．项目必要性 (2) 2．监测系统概述 (2) 3．系统组成 (3) 3.1监测系统原理 (3) 3.2监测系统配置 (3) 4．装置功能 (4) 4．1监测装置特点 (4) 4．2软件系统特点 (4) 5．技术指标 (5) 6．安装说明 (5) 6．1安装区域 (5) 6．2安装示意图 (6) 6．3安装步骤 (6) 7．监测系统供电、运行方式 (7) 7．1 供电方式 (7) 7．2 运行方式 (7)
1．项目必要性 在输电线路过程中电力设备不免受到自然环境（雨、风、雪、雷等）或者人为偷盗等因素的破坏，需要及时地发现与修复，否则一旦造成大面积的停电事故，会严重的影响人们的日常生活，也给国民经济造成巨大的损失。因此，各电力公司要在各变电站中安排工作人员对站内的各种一次设备进行定期、定时地巡检，以便更为有效地掌握电力设备的当前运行状态，及早发现系统中的安全隐患，防止电力事故的发生，从而能够有效的确保电力系统的安全、可靠、稳定运行。 当今社会以人为本，人身安全尤为重要。线路运行过程中需要定期进行巡视、检修，随时掌握各支线的电流大小可以准确掌握各用户用电量，以便更好的服务用户。 随着电力设施的高速发展，将输电线路在线监测设备不断智能化是发展的趋势。本公司特研制出一款监测电流设备对线路进行动态监控，工作人员就可以实时的掌控线路信息。 2．监测系统概述 为了加强对输电线路的监测，也是电力系统发展的需要，应运而生了输电线路电流监测设备。这是新世纪的新型产物，将为以后电力事业的发展奠定一定的基础。 输电线路电流监测系统的目的在于及时的发现设备的各种劣化过程的发展，以求在可能出现故障或性能下降到影响正常工作之前，及时维修、更换，避免发生危机及安全的事故。 电力设备在运行中经受电的、热的、机械的负荷作用，以及自然环境（气温、气压、湿度以及污秽等）的影响，长期工作会引起老化、疲劳、磨损，以致性能逐渐下降，可靠性逐渐降低。设备的故障率逐渐增大，可能危及系统的安全运行，必须对这些设备的运行状态进行监测。
关于电流表、电压表测量对象的确定 关于电流表：由于电流表必有串联在被测量电路中，而串联电路的特点是电流只有一条路径，必须先后通过各元件，因此判断电流表的测量对象，只要： ①看流进电流表电流是从哪些用电器中流出来的，这个电流表测量的就是这些用电器中的电流； ②看从电流表中流出的电流，流进哪些用电器，这个电流表测量的就是这些用电器中的电流。例题1：试判断右图中电流表分别测量哪些用电器中的电流? ［分析］：从图可以看出，流过A1的电流,从a点开始分流，分别流过 a R1、R2，所以A1测量的是R1、R2中的电流；再看从A2，流进的电流分别 是从R2和R3中流出的，所以A2测量的是R2和R3中的电流。 另外，可根据经验：凡是连接在干路中的电流表，测量的是整个 并联电路中的电流（即总电流）；凡是连接在某支路中的电流表，测量 的仅仅是它所在的那条支路中的电流。 例题2：试判断右图中电流表分别测量哪些用电器中的电流? ［分析］：从图可以看出A1接在干路中，所以它测量的是整个电路中 的电流，即总电流（流过L1和L2的电流）。 A2接在L2支路中，所以它测量的是L2中的电流。 对于电压表:由于它必须并联在被测量电路两端，根据并联电路的特点，电流从某处开始分流，然后到另一处汇合。所以判断电压表测量对象，可以这样考虑：先沿着电压表两端的连线，找到两个与其他用电器连接的点；再顺着电流的流向，看电流从哪个连接点开始分流（这个点可称为“分流点”），分别通过电压表和用电器，然后汇合到另一个点（这个点可称为“汇合点”），那么分流后与汇合前的电流流过的这二部份（电压表与相应的用电器）就是 并联关系，这个电压表测量的就是这二个点之间的所有用电器的电压。 [土办法]：正常电路中，看某电压表可以与哪些用电器（不包括电源、 电压表，但可以包括电流表）构成回路，那么，这个电压表测量的就是 那些用电器两端的电压；如果电压表只与电源（可以包括电流表）构成回路，那么这个电压表测量的就是电源电压。 非正常电路（电压表与用电器串联，总电流几乎为零）中，电压表测得的是电源电压。 例题3：如右所示，电压表测出的是（） A. R1两端的电压 B. R2两端的电压 C.电源电压 D. 无法确定 ［分析］：先沿着电压表两端的连线，找到两个与其他用电器连接的点a和b；再看电流从电源正极出来，到a点开始分流：一部份流过R1，另一部份流过电压表，这二部份电流到b点汇合，所以电压表与R1并联，电压表测量的是R1两端的电压。 例题4：试判断下图中的两个电压表分别测量的哪些用电器两端的电压? ［分析］：先考虑V1，沿着它的两端找到两个连接点c和d，再看电流从 正极流出，到d点开始分流：一部份流过电压表V1，另一部份流过L1、L2 到c点汇合，所以V1测量的是L1、L2两端的电压；再看V，沿着它的两端 找到两个连接点a和b，电流从a点开始分流，一部份流过V2，另一部份 流过L1到b点汇合，所以V2测量的是L1的电压。
电流的测量（基础） 【学习目标】 1.知道电流的单位、符号，以及生活中常见用电器的电流； 2.理解电流的概念； 3.知道电流表的用途、符号、使用规则； 4.能将电流表正确的接入电路，并能够画出相应的电路图。 【要点梳理】 要点一、电流的强弱 1、概念：表示电流的强弱（大小）的物理量，常用符号I表示。 2、单位：安培（A）、毫安（mA）、微安（μA） ①安培（Andre 1875-1836）：法国物理学家，数学家。 ●安培是个数学天才，年纪很小已学会数学的基本知识和几何学；12岁开始学习微积分；18岁时已能 重复拉格朗日的《分析力学》中的某些计算。 ●他不但创造了“电流”这个名词，又将正电流动的方向定为电流的方向。 ●根据电流的性质发明了探测和量度电流的电流表。 ● 1827年，安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，这是电磁学史上 一部重要的经典论着。 ②单位换算：1A=1000mA 1mA=1000uA 3、常见电流值： 要点二、电流表 1、电流表的结构 ①电流表的符号： ②两个量程：（大格，小格）0--3A（大格1A，小格）。 ③三个接线柱：甲图为两个量程共用一个“- ”接线柱，标着“”和“3”的为正接线柱；乙图为两个量 程共用一个“+”接线柱，标着“”和“3”的为负接线柱。 ④调节点：调节电流表的指针指零。
2、电流表的使用规则 ①电流表要和被测用电器串联； ②接线柱的接法要正确，使电流从正接线柱流入，从负接线流柱出； ③被测电流不要超过电流表的量程；在不知被测电流的大小时，应采用试触的方法选择量程。 ④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源两极。 3、电流表量程的选择： ①如果能够估测出电流的大小，可以根据估测值选择合适的量程； ②如果不能估测可用“试触法”选择合适的量程，如下图所示，电流表不要全部接入电路，闭合开关后用线头A点试触较大的量程，如果指针示偏转较小选择小量程，如果指针示偏转较大选择大量程的量程。 4、电流表的读数 ①明确电流表所选量程； ②确定电流表的分度值（一个小格代表多少）； ③接通电路后，看看表针向右总共偏过多少小格；
2019-2020年科学八年级上册第4章电路探秘第2节电流的 测量浙教版巩固辅导七 第1题【单选题】 下列数据中符合实际情况的是（） A、普通自行车轮的半径约为 B、一个中学生的质量约为50g C、教室里一盏日光灯的工作电流约为0.8A D、中学生正常行走的速度约为5km/h 【答案】: D 【解析】: 【解答】解： A、中学生的步幅在50cm左右,晋通目行车的车轮半径与此差不多，在50cm=0.5m左右.不符合实际； B、成年人的质量在70kg左右，中学生的质量比成年人小一些,在50kg=5xlZg左右.不符合实际； C、敎室中日光灯的额主功率在40W左右r正常发光的电流在I二吕=轉；“.18A左右.不符合实际； U 2zvr D、中学生正常步行的速度在1.4m/s=1.4x3.6km/25lon/h左右?符合实际? 妙D . 【分析】不同物理量的估算r有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算r最后判断最符合实际的是哪一个. 第2题【单选题】 如图所示的电路中，闭合开关时，下列说法正确的是（）
A、电流表测的是UL的电流 B、电流表测的是L2的电流 C、电流表测的是总电流 D、两灯泡串联 【答案】: A 【解析】: 【淳】两处丁泡磁并联电路,电耘测昼丁泡Li的电流,开关在干路中，控制环电路,故A正确. ［分析】根据电流流向法,先判断出电路的串并联特点,再确左电流表的测量对象. 第3题【单选题】 如图所示电路，下列分析正确的是（） A、只闭合S1时，L2发光、L1不发光，A2测L2电流 B、只闭合S2时，L1发光、L2不发光，A1测L1电流 C、闭合SI、S2时，Ll> L2并联，A2测L2电流 D、闭合SI、S2时，LI、L2串联，Al> A2示数相等 【答案】: 【解析】
摘要: 准确地在线测量直流母线电压、电流及输出的三相电流信号, 是设计高性能变频器产品的必备条件之一, 本文经过对电压、电流检测方案比较、分析, 提供了设计变频器中具有很好参考价值的几种实用电路, 并给出了相应的实验结果。 1. 前言 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置, 其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。简单地说变频器是经过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的。从电机的转速公式能够看出, 调节电机输入电压的频率f, 即可改变电机的转速n。当前几乎所有的低压变频器均采用图1所示主电路拓扑结构。 部分1为整流器, 作用是把交流电变为直流电, 部分2为无功缓冲直流环节, 在此部分能够采用电容作为缓冲元件, 也可用电感作为缓冲元件。部分3是逆变器部分, 作用是把直流电变为频率可调整的三相交流电。中间环节采用电容器的这种变频器称之为交直交电压型变频器, 这种方式是当前通用型变频器广泛应用的主回路拓扑。本文将重点讨论这种结构在电压、电流检测设计中应注意的一些问题。变频器在运行过程中为什么要对电压、电流进行检测呢? 这就需要从电机的结构和控制特性上说起: ①三相异步电动机的转矩是由电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的, 在额定频率下, 如果电压一定而只降低频率, 那么磁通就过大, 磁回路
饱和, 严重时将烧毁电机。因此, 频率与电压要成比例地改变, 即改变频率的同时控制变频器输出电压, 使电动机的磁通保持一定, 避免弱磁和磁饱和现象的产生。 ②变频器运行中, 过载起动电流为额定电流的1.2~1.5倍; 过流保护为额定电流的2.4~3倍( 根据不同性质的负载要求选择不同的过流保护点) ; 另外还有电流闭环无跳闸、失速防止等功能都与变频器运行过程中的电流有关。 ③为了改进变频器的输出特性, 需要对变频器进行死区补偿, 几种常见的死区补偿方法均需检测输出电流。 ④电动机在运转中如果降低指令频率过快, 则电动状态将变为发电状态运行, 再生出来的能量贮积在变频器的直流电容器中, 由于电容器的容量和耐压的关系, 就需要对电压进行及时、准确地检测, 给变频器提供准确、可靠的信息, 使变频器在过压时进行及时、有效的保护处理。同时变频器上电过程、下电过程都需要判断当前直流母线电压的状态来判断程序下一步的动作。 鉴于电压、电流检测的重要性, 在变频器设计中采用对电压、电流进行准确、有效检测的方法是十分必要的。 2.在线测量电压的几种方案设计 变频器的过电压或欠电压集中表现在直流母线的电压值上。正常情况下, 变频器直流电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算, 则平均直流电压。在过电压发生时, 直流母线的储能电容将被充电, 主电路内的逆变器件、整流器件以及滤波电容等都可能受到损害, 当电压上升至约800V左右时, 变频器过电压保护功能动作; 另外变频器发生欠压时( 350V左右) 也不能正常工作。对变频器而言, 有一个正常的工作电压范围, 当电压超过或低于这个范围时均可能损坏变频器, 因此, 必须在线检测母线电压, 常见的电压检测方案有三种。 1)变压器方案 图2中, P为直流母线电压正( +) , N为直流母线电压负( -) 。
如何判断电流表电压表的测量对象 在复杂的电路中，不易判断电流表、电压表的测量对象，如下归纳几种简易方法。 1、将电流表断开，分析哪些用电器不能正常工作，则断开的电流表测量的是这些用电器的电流。 例1 如图1，试判断电流表分别测量哪些灯泡的电流。 例2 如图2所示的电路，当开关闭合时，电流表的示数分别为和，则通过灯的电流分别为多少？ 2、电压表测量对象的判断介绍两种方法，滑移法和去源法 滑移法：为方便起见，在图中标出相应的字母，如图1所示。电压表的左端引线a点处在R1和电源之间，不能再向其他地方滑动；电压表的右端引线b可沿导线滑过开关S，再滑到c点。可见，电压表并接在a、c两点间，测的是R1两端的电压。 去源法：将电源去掉，原电路将变成图2的形式，很容易看出：电压表只与电阻R1组成闭合回路，它测的是R1两端的电压。 例1：如图1所示，电压表测出的是（） A. R1两端的电压 B. R2两端的电压 C. 电源电压 D. 无法确定
3、判断电路中的电表是电流表或电压表的方法 下列各图中，电路连接没有错误，电表均有正常示数，请判定甲、乙各是电流表还是电压表 其遵循的规律是： (1) 通常删减电表后（即去表法），能使电路出现短路的，则所要判定的那个电表便是电压表；不能使电路出现短路的，则所要判定的那个电表是电流表。 (2)通常是把电压表先看成开路，可以从电路中先去掉；把电流表看作是一根导线。同时也把被短路的用电器去掉。 (3)通常可以用“移线法”，即移动电压表的两个接线柱，观察它最终是并在哪个用电器两端，那么测的就是那个用电器两端的电压。但移线的条件是：只有是导线或相当于导线（如电流表、闭合的开关）的才能够移动，而用电器、电压表、电源、电阻等就不能够移动。 例1 如图4所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，甲、乙两表都是电压表时，两表示数之比为；当开关S断开后，把甲、乙两表都改为电流表时，两表示数之比为（） A. 2：1 B. 3：1 C. 4：1 D. 1：3 4、用去表法分析电路中滑动变阻器的滑片移动时电流表电压表示数如何变化 需明确各电表的测量对象，分析电路中的总电阻变化情况，最后根据电源电压不变，由欧姆定律判断出总电流的变化情况。再综合运用串并联电路特点判断电流表和电压表示数的变化情况。 例1如上图1所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列判断正确的是（） A. 三只电表的示数都变大 B. 三只电表的示数都变小 C. 电表A1的示数变小，电表V、A2的示数都不变 D. 电表A1、A2的示数都变小，电表V的示数不变
电流测量解决方案 第一讲：AM503S&AM5030S电流测量系统 Tektronix 提供了市场上最广泛、高性能的电流探头产品。 Tektronix电流测量系统可以以编程方式以及手动方式同时测量 AC/DC , 带宽范围DC到1GHz，幅度从mA到20,000A。 Tektronix为AC电流测量和AC/DC电流测量提供了多种解决方案，满足用户不同的测量需要。 原理：电流探头测量电子在导体中运动产生的感应场。在范围规范内，电流探头将导体周围的感应场转化为线性电压输出。从而可以在示波器或者其他测量仪器上显示和分析这些输出。 电流方向改变，由于感应场AC电流会在变压器上导致电压。AC探头是无源的，不需要外部电源供给，分为分芯和实芯两种探芯结构。 DC电流不会在变压器中导致电压。因而DC探头是通过霍尔效应，利用电流偏置半导体设备生成与DC感应场对应的电压输出。DC探头是一种有源设备，
要求有外部电源供给。 每类电流传感设备都会在某个数值点上滚降或者生成非线性输出。AC探头会在最大电流振幅和频率以及最小振幅和低端频率上滚降；DC电流探头从DC 到最大频率呈线性，并且具有最大和最小灵敏度。用户常常会遇到同时包含AC 分量和DC分量的信号，这种时候通过一个探头同时测量电流的AC分量和DC 分量就显得极为重要。此外，有的信号看上去很像AC，例如方波开关信号，但是其并不会跌落到零振幅以下（即实际上具有明显的DC成分），通过变压器原理结构的AC探头是不可能精确地捕获这些信号的，Tektronix针对用户的这些使用要求提出了独有的解决方案。 关于分芯结构和实芯结构。为了精确的测量感应场，我们需要在导体的周围完全包上探头芯。Tektronix提供了两种结构――实芯和分芯。分芯探头采用了精密的的设计和生产工艺，可以夹在导体上，测量时不必断开电路连接，使用很方便；实芯探头规格小，用以测量超高速低振幅电流脉冲和AC信号。它是为了永久安装或者半永久安装而设计，可以简便的连接CT或断开的电缆。测量使用中要求断开电路，相对复杂些。 关于AMP×Second产物：电流探头在受到太多电流影响时，其变压器核心材料回变得饱和而呈非线性。这里说的“太多的电流”是电流的振幅和应用时间的函数。我们把平均振幅和脉宽的乘积称为AMP×Second产物。每个探头都具有AMP×Second产物指标。信号没有超过这一指标，电压的输出呈线性，就会得到精确的测量结果。在AM503S&AM5030S电流探头系统中一个突出的特征就是利用了反向电流为负的现象：通过感应被测导体中的电流电平，向探头输入一个大小相等方向相反的电流－“屏蔽电流”，这种屏蔽电流会清空变压器中的电流，消除任何核心饱和。PS：在A6312和A6302XL中的屏蔽电流极限是20A；在A6303XL中的屏蔽电流极限是100A；在A6304XL中的屏蔽电流极限是500A。在这些振幅之前，你在使用电流测量系统时，不必担心AMP×Second产物。 AM503电流测量系列是目前最精密的电流测量解决方案。探头将AC的变送器和DC测量的霍尔效应器件结合在一起，提供DC到100MHz的宽带电流测量。AM5030可编程电流放大器通过GPIB的命令设置使原来需要花费时间人工测量的任务可以自动化完成。XL探头系列接有8m的线缆，能够方便的连接到测试点。A6304XL在DC时能进行500A峰值700A的电流测量。 AM5030可编程电流探头放大器，带通用接口总线（GPIB）的AM5030可编程电流放大器将可编程性添加到了多用途的AM503B。AM5030是你能用自动化技术进行宽带宽的AC/DC电流测量，AM5030是TM5000单宽模块，它插入到3槽TM5003机箱中。非可编程的AM503B可以在TM500或TM5000机箱中运行，AM5030仅在TM5000中运行。AM5030用A6312、A6302、A6303和XL 电流探头系列并且通过BNC线缆连接到任何示波器或分析仪。象AM503B一样，AM5030不必用特殊电流探头进行校准，这是对老的AM503一个巨大的操作上的改进。AM5030和AM503B对AM503A还有一系列的改进，包括更快的消磁/自我校准周期和更敏感、更可靠的前面板控制。AM5030采用IEEE—488.1总线标准,通过一个简单的命令集,你能配置和确定放大器的设置或读出仪器的序列号，你还能决定电流探头是打开还是关闭，用总线命令来初始化自测试或强制进行探头消磁和DC平衡操作。AM5030总线地址是通过前面板来设置的，当电源关闭时，地址被保留。AM5030可以不通过外部控制器来操作，用前面板就可完全控制操作；当与控制器一起使用时，前面板失效，又可防止人工误操作。
雁楠中学物理学科备课教案 一、教学目标 1、知识与技能 知道电流的单位及单位换算。 知道电流表的用途和符号。 记住并理解电流表的使用方法及读数方法。 2、过程与方法： 通过学生实验培养学生使用电学仪器的技能和良好习惯。 3、情感态度和价值观 培养学生的动手能力及合作能力，使学生逐步形成严谨的科学态度与协作精神。 二、教学重点电流表的使用方法 教学难点在实物图中正确使用电流表册电流。 三、教学方法实验、观察、合作 四、教学用具电源、小灯泡一个 开关一个 导线若干,电流表一只 五、教学过程设计 （一）学情分析： 学生对电流的认识有了一定的提高，本节内容是在学生刚认识简单的串、并联电路的基础上，引入电流的强弱，学习使用电流表。主要是采用学生实验，学生自己观察、合作的方法。了解电流表的读数一定要看清量程和分度值，写法上不要忘了单位。正确使用电流表测量电流，避免出现错误的操作动作。课前预习，教师出示目标。（要求：能知道电流的单位，能简单了解电流表的使用）
1、知道电流的单位及单位换算。 2、知道电流表的用途和符号。 3、记住并理解电流表的使用方法及读数方法。 （二）、师生探究合作 1、引入新课 师：我们知道，小灯泡发光是因为有电流持续通过小灯泡。下面请同学看老 师的实验，仔细观察现象。 教师演示实验：这是一个由电池、灯泡、开关、导线构成的电路，当闭合开 关时，同学们看到了什么？说明了什么？（生：灯泡发光，电路中有了电流.）师：你看到电流了吗？你怎么知道电路中有了电流？（生：电流倒是没看见，但灯泡发光了.）教师增加干电池的节数，学生观察小灯泡的亮、暗。师： 看到了什么现象？（生：灯泡的明亮程度不一样，学生讨论，为什么？） 教师小结：灯泡越亮表明电路中的电流越强，灯泡越暗表明电路中的电流越弱，即是说电流有强弱。 电流的强弱 师：同学们请翻开书P45，了解如何表示电流的强弱？电流的单位是什么？ 知道一些常见的用电器中的一些电流。（学生看书） 学生回答： 1、电流的强弱用电流表示，其符号是I。 2、电流的基本单位是安培，简称“安”，符号是A；常用的单位还有mA和uA。换算关系：1mA=103A，1A=106uA。 学生练习：手电筒电流大约为200mA=______A。雷电电流可达2X105 A=__ _mA=__ _uA
实验2 电晕放电及其电流测试 实验目的 了解尖板交直流电晕放电的过程； 掌握交直流电晕放电电流的观测方法； 了解电晕放电电流和电容电流的特征区别； 了解电晕放电的原理与特征。 实验原理 1. 电晕放电原理： 在极不均匀电场中，介质在外加电场的作用下，在高场强电极附近外施场强局部大到足以引起空气电离时，产生局部空气的自持放电现象称作电晕放电。开始发生电晕的电压称为电晕起始电压。 针电极－板间隙中的电场分布是典型的极不均匀电场。 这种间隙中，针电极附近的电场强度很高，而远离针电极区域的电场强度则低得多，因此电离过程总是先从针电极附近开始，电子崩产生后迅速形成空间电荷，由于正离子运动缓慢，正空间电荷积聚在针电极附近。 针电极的极性不同时，空间电荷的作用是不同的，存在着所谓的极性效应。 2. 实验电路原理图： 图1实验原理图中，220V交流电源经开关到调压器分别可接到由串级整流电路构成的高压直流电源和变压器上，由此可分别获得直流和交流高压。
实验采用的电极为针板电极系统，通过改变接线方式可在针电极上施加正负极性直流电压和交流电压。 板电极是由5个相互间隔为0.5 mm的环状电极组成，放电时一、三、五环 的电流信号经相应通道CH 1、CH 3 和CH 5 上的电阻转化成电压信号后接到示波器上， 以便观测电流信号波形。电流I和电压U之间的关系为: I ＝ U/R（mA） 若相应环面积为S，则电流密度J为: J ＝ I/S （mA/cm2） 实验步骤 1．交流电压下的电晕放电
（1）按交流实验线路接好电路； 选择针电极，将针板间隙距离调为1.5 cm； 调节好示波器（如调至交流测量档，为观察起始电晕，纵坐标显示幅值调至10 mv/div，横坐标调至10 ms/div较为合适，此时可以看清楚工频电压波形）；监视控制台上调压器输出电压表的值； 给调压器通电，慢慢升高其输出电压； 从示波器上观察起始电晕，当出现电晕脉冲时，记下此时的电晕起始电压；继续升高电压到电晕起始电压的1.5、2.0、2.5倍，分别测量第一、三、五环上的电容电流及电晕电流值；（暂时先记录电阻上的电压值，留待以后处理。）测完后，把调压器调到零电压后断开电源开关，在高压端挂上接地杆。 （2）将针板间隙距离依次调为2.0 cm、2.5 cm，重复步骤（1）。 2．直流电压下的电晕放电： （1）确认接地杆可靠接地挂在直流高压电源端，按直流实验线路接好电路，并记下此时倍压电路的输出极性； 将针板间隙距离调为1.5 cm； 此时将示波器调至直流测量档（纵坐标显示幅值调至10 mv/div，横坐标调至1 ms/div较为合适）； 监视控制台上调压器输出电压表的值； 取下接地杆，合上开关给高压直流电源通电，缓慢升高其输出电压； 当示波器上出现电晕脉冲时，记下此时的电晕起始电压； 升高电压至电晕起始电压的1.2倍，此时记下电晕脉冲幅值及电晕放电频率（读频率时可调节示波器横坐标显示值至屏幕上显示5～15个电晕脉冲时读数）； 然后换至其它环用同样的方法测量电晕电流幅值及频率； 继续升高电压到电晕起始电压的1.6、2.0倍，同样测量各环上的电晕电流幅值及频率； 测完后将调压器调零后断开电源开关，并对高压端通过限流电阻放电，放完电后把接地杆直接挂在直流电源高压端。 （2）将针板间隙距离依次调为2.0 cm、2.5 cm，重复上述步骤（1）。 表格数据 1．交流测量结果 间隙距离：1.5 cm