电动系功率表结构和工作原理

电动式功率表的使用一、电动式功率表的结构及工作原理电动式功率表的结构如图2-1所示。

它的固定部分是由两个平行对称的线圈1组成，这两个线圈可以彼此串联或并联连接，从而可得到不同的量限。

可动部分主要有转轴和装在轴上的可动线圈2，指针3，空气阻尼器4，产生反抗力矩和将电流引入动圈的游线5组成。

电动式功率表的接线如图2-2所示，图中固定线圈串联在被测电路中，流过的电流就是负载电流，因此，这个线圈称为电流线圈。

可动线圈在表内串联一个电阻值很大的电阻R 后与负载电流并联，流过线圈的电流与负载的电压成正比，而且差不多与其相同，因而这个线圈称为电压线圈。

固定线圈产生的磁场与负载电流成正比，该磁场与可动线圈中的电流相互作用，使动圈产生一力矩，并带动指针转动。

在任一瞬间，转动力矩的大小总是与负载电流以及电压瞬时值的乘积成正比，但由于转动部分有机械惯性存在，因此偏转角决定于力矩的平均值，也就是电路的平均功率，即有功功率。

图2-1 电动式功率表的结构图2-2 功率表的两种接线方式(a)(b)由于电动式功率表是单向偏转，偏转方向与电流线圈和电压线圈中的电流方向有关。

为了使指针不反向偏转，通常把两个线圈的始端都标有“*”或“±”符号，习惯上称之为“同名端”或“发电机端”，接线时必须将有相同符号的端钮接在同一根电源线上。

当弄不清电源线在负载哪一边时，针指可能反转，这时只需将电压线圈端钮的接线对调一下，或将装在电压线圈中改换极性的开关转换一下即可。

图2-2（a ）和2-2（b ）的两种接线方式，都包含功率表本身的一部分损耗。

在图2-2（a ）的电流线圈中流过的电流显然是负载电流，但电压线圈两端电压却等于负载电压加上电流线圈的电压降，即在功率表的读数中多出了电流线圈的损耗。

因此，这种接法比较适用于负载电阻远大于电流线圈电阻（即电流小、电压高、功率小的负载）的测量。

如在日光灯实验中镇流器功率的测量，其电流线圈的损耗就要比负载的功率小得多，功率表的读数就基本上等于负载功率。

电动系功率表测量电功率的仪表通常采用电动系测量机构，电动系测量机构具有两组线圈，以它为核心组成的电动系功率能反映电压电流的有效值以及电压电流之间相位差余弦的乘积，是一种测量正弦电路功率的常用仪表。

一、原理概述电动系测量机构中的定圈（电流线圈）与负载串联，动圈（电压线圈）和分压电阻Rf串联后与负载并联，如附图G-1所示。

分析证明：电动系功表的指针偏转角α与负载的有功功率成正比。

电动系功率既可测量直流功率，又可测量交流功率，其标度尺以功率值刻度。

二、功率表的选择和正确使用1、功率表量程的选择功率表一般做成多量程，通常有两个电流量程，两个或多个电压量程。

两个电流量程用两个固定线圈串联或并联实现。

两个固定线圈有4个端子，都安装在外壳上。

改变电流线圈的量程就是选择两个固定线圈是串联还是并联。

不同的电压量程串以不同的附加电阻，电压量程的公共端标有符号“*”。

选择功率表的量程实际上就是选择电流量程和电压量程，被测电路的电流和电压不能超过功率表的电流量限和电压量限。

2、功率表的正确接线功率表接线时应区别线圈绕组的“始端”与“终端”，通常功率表绕组的“始端”用“*”号标出，称为“*”端。

功率表接线时，有电压线圈前接和电压线圈后接两种连接形式。

电压线圈前接时，应把电压线圈和电流线圈的“*”端联在一起，并使电流线圈串联在负载支路中，流过电流线圈的电流等于负载电流。

如附图G-2（a ）所示，它适用于负载为高阻抗的情况。

电压线圈后接时，如附图G-2（b ）所示，此时电流线圈的电流等于负载电流与电压线圈支路的电流之和，它适用于负载为低阻抗的情况。

如果功率表接线正确，但指针仍反偏时，转动换向开关，即可使指针正向偏转。

3、功率表的正确读数功率表的标度尺只标分格数而不标瓦数，功率表的读数与功率表的量程选择有直接关系，功率表的量程由电流量程和电压量程来确定。

功率表的量程等于电流量程和电压量程的乘积。

功率表表盘刻度每一分格所代表的瓦特数称为功率表的分格常数。

功率表原理
功率表是一种测量电路或设备功率的仪器。

它通过两个电表和一根细导线连接在被测电路或设备上，以测量电流和电压。

根据功率计的不同构造原理，可分为电动功率计和电子功率计两种类型。

一种常见的电动功率计是电磁式功率计。

它的构造包括一个电流线圈和一个电压线圈。

当电流通过电流线圈时，会在线圈周围产生一个强磁场。

当电压加到电压线圈上时，电流线圈中的磁场会与电压线圈中的磁场相互作用，产生一个力矩使电表的指针或转子转动。

通过测量指针或转子的转动角度，可以得到功率的大小。

电子功率计使用了电子元件和微处理器来测量功率。

它通过将电流和电压转换为数字信号，并经过一系列运算，最终得到功率的数值。

一种常见的电子功率计是平均功率计，它使用了积分电路来测量电流和电压的平均值，并根据平均功率的定义计算得到功率值。

另一种常见的电子功率计是示波器功率计，它通过测量电流和电压的瞬时值，并对它们进行乘积运算，来得到功率的瞬时值。

功率表在电力工程、电子工程、实验室等领域有广泛的应用。

它可以用来测量交流电路、直流电路、电动机等设备的功率，从而帮助工程师和技术人员进行电路设计、故障排除和性能评估。

同时，功率表也被广泛应用于能源监测和管理，帮助用户了解和控制电力消耗，以提高能源利用效率。

总之，功率表是一种通过测量电流和电压来获得功率数值的仪器。

它基于电动原理或电子原理来实现功率的测量，广泛应用于各种电路和设备的功率测量和能源管理方面。

电动系功率表结构和工作原理电动系测量机构用于功率测量时，其定圈串联接入被测电路；而动圈与附加电阻串联后并联接人被测电路。

国家标准规定，在测量线路中，用一个圆加－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。

电动系功率表的电路原理图如图1所示。

显然，通过定圈的电流就是被测电路的电流I，所以通常称定圈为电流线圈；动圈支路两端的电压就是被测电路两端的电压，所以通常称动圈为电压线圈，而动圈支路也常被称为电压支路。

①当用于直流电路的功率测量时，通过电流线圈的电流I；与被测电路电流相等，即I1=I图1 电动系功率表的原理电路图而电压线圈中的电流Jz可由欧姆定律确定，即由于电流线圈两端的电压降远小于负载两端的电压U，所以可以认为电压支路两端的电压与负载电压tJ是相等的。

式（2-21）中R2是电压支路总电阻，它包括电压线圈电阻和附加电阻Rfj。

对于一个已制成的功率表，R2是一个常数。

又因为电动系功率表可动部分的偏转角为即电动系功率表用于直流电路的测量时，其可动部分的偏转角α正比于被测负载功率P。

②当用于交流电路的测量时，通过电流线圈的电流I,等于负载电流I，即而通过电压线圈的电流I2与负载电压J成正比，即式中Z2——电压支路的总阻抗。

由于电压支路中附加电阻R凸总是比较大，在工作频率不太高时，电压线圈的感抗可以忽略不计。

因此，可以近似认为电压线圈电流I2与负载电压J是同相的，即I2与山之间的相位差等于零，而I1与I2之间的相位差矽跟J；与山之间的相位差￠相等，如图2所示。

因此可得图2 I1、U、∮、I2、φ的相位关系即电动系功率表用于交流电路的功率测量时，其可动部分的偏转角α与被测电路的有功功率P成正比。

虽然这一结论是在正弦交流电路的情况下得出的，但它对非正弦交流电路同样适用。