1.1电工测量的基本知识

第1章电工基础知识1.1基本概念1.1.1常用名词定义电流。

导体内的自由电子或离子在电场力的作用下，有规律的流动叫做电流。

人们规定正电荷移动的方向为电流的正方向。

电流用字母I表示，单位为A。

电流强度。

衡量电流强弱的物理量。

单位时间内通过导体截面积的电量即为电流强度，用字母I 表示，习惯上简称为电流。

电流密度。

在单位横截面积上通过的电流大小，称为电流密度，单位为A/mm2。

电位。

在电场中，单位正电荷从a点移到参考点时，电场力所做的功，称为a点对参考点的电位。

进行理论研究时，常取无限远点作为电位的参考点；在实用工程中，常取大地作为电位的参考点，电位的单位为V。

电压。

电路中两点之间的电位差称为电压。

用字母U表示，单位为V。

电动势。

单位正电荷由低电位移向高电位时非静电力对它所做的功称为电动势。

用字母E表示，单位为V。

电阻。

导体能导电，同时对、电流有阻力作用，这种阻碍电流通过的能力称为电阻，用字母R或r表示，单位为Ω。

电阻率。

又称为电阻系数。

是衡量物体导电性能好坏的一个物理亮，用字母ρ表示，单位为Ω.m.其数值是指导体的长度为1m、截面积为1mm2的均匀导体在温度为200C时所具有的电阻值，即为该导体的电阻率。

电阻的温度系数。

表示物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高10C时，电阻率的变化量与原来的电阻率的比值，用字母d表示，单位为1/0C。

电导。

物体传导电流的本领叫电导。

电阻值的倒数就是电导，用字母G表示，单位为S（西门子）。

电导率。

又叫电导系数。

是衡量物质导电性能好坏的一个物理量。

其数值大小是电阻率的倒数。

用字母γ表示，单位为S/m（西/米）。

电容。

凡是用绝缘介质隔开的两个导体就构成了一个电容器。

两个极板在单位电压作用下每一极板上所储存的电荷量叫做该电容器的电容，用字母C表示，单位为F（法拉）。

感抗。

交流电流过具有电感的电路时，电感有阻碍交流电流过的作用，这种作用称为感抗，用XL 表示，单位为Ω。

电气测量的基本方法：电流的测量1.小电流测量小电流测量指毫安级及以下直至微安级的测量。

通常采用检流计及各类放大器来达到所需要的灵敏度。

2.中等量级电流测量（1）用直读仪表测量。

这是测量电流最常见的方法，虽准确率不高，但却十分简便。

测量电流时电流表应与负载串联，测量电路如图-1所示，串入测量的仪表内阻RA 应远小于负载电阻，当被测线路有接地时，应把电流表接在低电位端。

用这种方法测量电流，主要取决于指示仪表的准确度。

（2）用直流电位差测直流电流。

接线如图-2 所示，图中p、p 是标准电阻的电位端钮，c、c是其电流端钮。

用电位差计测此电位差UX，即可求得被测电流。

使用电流电压转换标准电阻器RA时应注意：通过RA的电流不超过其允许电流；RA 电流端钮接被测电流，而电位端钮则接电位差计。

图-1 用直读仪表测量电流图-2 用直流电位差测直流电流（3）交流电流的有效值精确测量。

由于直流量单位的传递可由基准开始，所以有较高的准确度，而交流量却没有实物基准，交流量有效值的精确测量，可先用交直流比较仪将交流量与直流量进行比较，然后再对与其等效的直流量进行测量，而得到交流量的精确值。

常用的交直流比较仪有热电式比较仪、电动式比较仪、静电式比较仪、电子变换器等。

3.大电流测量大电流通常指百安以上的电流。

测直流大电流可用分流电阻来扩大指示仪表的量限，或用专门的大电流测量仪（如霍尔大电流测量仪）来测量。

测量交流工频大电流，常用电流互感器来扩大指示仪表的测量范围。

（1）用外附分流器扩大指示仪表量限。

标准外附分流器的额定电流从几十安培至一万安培。

它是一个具有4个端钮的标准电阻器，当电流端通过额定电流时，在电压端将产生75mV额定电压。

使用时被测电流IX从电流端接入，并将具有相应量限的毫伏计接至电压端钮，测得毫伏计读数为UX，则式中，IH、UH分别为分流器的额定电流和额定电压。

霍尔大电流测量仪可测电流范围为103～104的直流大电流。

第一章电工仪表及测量的基本知识在电能的生产、传输、分配和使用等各个环节中，都需要通过电工仪表对系统的运行状态(如电能质量、负荷情况等)加以监测，从而保证系统安全而又经济地运行，所以人们常把电工仪表和测量称作电力工业的眼睛和脉搏。

电工仪表和测量技术是从事电气工作的技术人员必须掌握的一门学科。

本章主要介绍电工仪表及测量的基本知识。

第一节电工仪表的基本原理与组成进行电量或磁量测量所需的仪器仪表，统称电工仪表。

一、电工仪表的分类电工仪表仪器种类繁多，按其结构、原理和用途大致可分为下而几类。

1．电测量指示仪表电测量指示仪表又称为直读仪表。

这种仪表的特点是先将被测量转换为可动部分的角位移，然后通过可动部分的指示器在标尺上的位置直接读出被测量的值，如交直流电压表、电流表、功率表都属于这种仪表。

指示仪表又可分为以下几种类型:(1)按仪表工作原理，可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系、热电系、整流系、电子系等。

(2)按用途，可分为电流表、电压表、功率表、电能表、功率因数表、频率表、相位表、欧姆表、兆欧表及万用表等。

(3)按被测电流的种类，可分为直流表、交流表及交直流两用表等。

(4)按使用环境条件，可分为A、A1、B、B1、C5个组。

其中C组环境条件最差。

(5)按使用方式，可分为安装式、便携式等。

(6)按防御外界电场或磁场的性能，可分为I、Ⅱ、Ⅲ、IV 4个等级。

I级仪表在外磁场或外电场的影响下，允许其指示值改变±0.5%；II级仪表允许改变±1.0%；Ⅲ级仪表允许改变±2.5%；IV级仪表允许改变±5.0%。

除上述分类法外，还有其他的分类方法。

2.比较仪器比较仪器用于比较测量，它包括各类交直流电桥、交直流补偿式测量仪器。

比较仪器测量准确度比较高，但操作过程复杂，测量速度较慢。

3.数宇仪表数字仪表也是一种直读式仪表，它的特点是将被测量转换成数字量，再以数字方式显示出测量结果。

第一篇 电工测量的基本知识第一章 概 述1.1 测量的概念测量是以确定被测对象量值为目的的全部操作。

通常测量结果的量值由两部分组成：数值（大小及符号）和相应的单位名称。

1.2 测量的分类测量可从不同的角度出发进行分类。

1.2.1 从获得测量结果的不同方式分类，可分为直接测量法、间接测量法和组合测量法。

1.2.1.1 直接测量法——从测量仪器上直接得到被测量量值的测量方法，直接测量的特点是简便。

此时，测量目的与测量对象是一致。

例如用电压表测量电压、用电桥测量电阻值等。

1.2.1.2 间接测量法——通过测量与被测量有函数关系的其它量，才能得到被测量量值的测量方法。

例如用伏安法测量电阻。

当被测量不能直接测量，或测量很复杂，或采用间接测量比采用直接测量能获得更准确的结果时，采用间接测量。

间接测量时，测量目的和测量对象是不一致的。

1.2.1.3 组合测量法——在测量中，若被测量有多个，而且它们和可直接（或间接）测量的物理量有一定的函数关系，通过联立求解各函数关系来确定被测量的数值，这种测量方式称为组合测量法。

例如，图1-1所示电路中测定线性有源一端口网络等效参数R eq 、U OC 。

调R L 为R 1时得到I 1，U 1 调R L 为R 2时得到I 2，U 2得⎪⎩⎪⎨⎧=+=+oc eq oc eq U I R U U I R U 2211解联立方程组可求得测量R eq 、U oc 的数值。

1.2.2 根据获得测量结果的数值的方法不同，分为直读测量法和比较测量法。

1.2.2.1 直读测量法（直读法）——直接根据仪表（仪器）的读数来确定测量结果的方法。

测量过程中，度量器不直接参与作用。

例如用电流表测量电流、用功率表测量功率等。

直读测量法的特点是设备简单，操作简便，缺点是测量准确度不高。

1.2.2.2 比较测量法——测量过程中被测量与标准量（又称度量器）直接进行比较而获得测量结果的方法。

例如用电桥测电阻，测量中作为标准量的标准电阻参与比较。

电气基础知识1.电工基础知识：1.1 电压：电压也叫电位差，是指电流从高电位处向低电位处，两个电位之差。

通常也叫电压。

用字母U表示，单位是伏特，用字母V表示。

其中：1V＝1000mV=1000,000μV 1mV=1000μV电压还分交流和直流，分别用AC V和DC V 表示。

直流电压在测量时要注意有＋，－之分。

1.2 电阻：电流在物体内流动所遇到得阻力叫电阻，用R表示，单位：欧姆用字母Ω表示。

其中，1MΩ＝1000KΩ＝1000，000Ω1KΩ＝1000Ω电阻的种类很多，有碳质电阻，碳膜电阻，绕线电阻等。

形式上有固定电阻，可变电阻和电位器等。

电阻温度系数：电流流过电阻时，温度升高，其阻值发生变化，阻值变化值与原有阻值之比叫电阻的温度系数。

对于金属材料的电阻，电阻随温度的升高而增大，是正温度系数；对石磨和碳来讲，电阻随温度的升高而减少，是负温度系数。

温度系数越小，说明电阻越稳定。

空调器的温度传感器也是一种电阻，叫热敏电阻，其阻值是随着温度的升高而减少。

额定功率分1/8、1/4、1/2、1、2、3、5、10、20W等规格。

用指针式万用表测量电阻时要注意选择合适的档位，而且换档一定要调零。

1.3 电容器：凡被绝缘物分开的两个导体的组合都叫电容。

用字母C表示，单位是法拉，用F表示。

其中，1F＝1000000μF＝106μF＝1012μF主要指标有电容量和耐压，如2.5μF/450V。

种类有云母电容、陶瓷电容、电解电容和纸质电容等。

一般，陶瓷电容用在高频电路上，电机的启动电容主要用电解电容。

测量电容时，把万用表表笔探头直接放在电容器两个端子上，数字表可以直接读出电容的容量。

用指针表测量时，要用万用表的电阻档，并且将电阻档设置为最大量程，若指针偏转角度大，然后再逐渐回到最初位置（∞位置），说明电容器是好的。

如果回不到∞位置，则表头指的电阻就是漏电电阻，一般电容器的漏电电阻是很大的，通常有几十到几百兆欧。

测量0.01μ以上的大电容，用万用表RＸ10K档，只要表头指针摆动小或基本不跳动，可以判断电容器已开路。