横河大学功率测试课程《功率计基础》之电压、电流的测量
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物理实验技术中的电流电压关系测量要点在物理实验中,电流和电压之间的关系是一个重要的研究方向。
它不仅是理解电路运行原理的基础,也是电路分析和设计的重要依据。
电流和电压的测量对于实验结果的准确性和可靠性至关重要。
本文将介绍一些物理实验技术中关于电流电压关系测量的要点。
一、电流的测量在物理实验中,电流的测量是非常常见且基础的实验操作。
为了准确测量电流,我们可以采用以下几种方法:毫伏表法、电阻测量法和霍尔元件法。
毫伏表法是一种常见的直接测量电流的方法。
在使用毫伏表法时,需要将毫伏表与待测电路串联,通过测量毫伏表的电压来间接得到电流的值。
在使用毫伏表法时,需要选择合适的量程,确保测量值在毫伏表量程范围内,以免损坏仪器。
电阻测量法是另一种常见的测量电流的方法。
在使用电阻测量法时,需要在待测电路中串联一个已知阻值的电阻,然后通过测量电阻两端的电压来计算电流的值。
电阻测量法需要选择合适的电阻阻值,以保证测量电压在适当范围内。
霍尔元件法是一种非接触式测量电流的方法。
霍尔元件是一种利用霍尔效应进行测量的器件,它可以通过测量电流产生的磁场的强度来计算电流的大小。
这种方法适用于一些高压、高电流或高频实验条件下的电流测量。
二、电压的测量电压是电路中的重要参数,它的测量同样需要一定的技术和方法。
在物理实验中,我们可以采用以下几种方法进行电压的测量:电压表法、分压法和示波器法。
电压表法是一种常见的直接测量电压的方法。
在使用电压表法时,需要将电压表与待测的电路并联,通过测量电压表的读数来得到电压的值。
同样,在使用电压表法时,也需要选择合适的量程,避免测量值超出电压表的量程范围。
分压法是一种间接测量电压的方法。
在使用分压法时,需要在待测电路中合理选择电阻,通过电阻的分压关系来测量电压。
这种方法可以用于测量高电压或大电压范围的实验。
示波器法是一种测量周期性信号电压的方法,适用于需要观察电压波形的实验。
示波器可以以图形化的方式显示电压信号的变化,对于瞬时电压和频率变化较大的实验非常有用。
第一章 电流、电压和功率的测量1.1 电流的测量1.1.1 电流表直接测量法一、直流电流表1、动圈式磁电系测量机构(“表头”)的工作原理——图1-1-1“动圈”(即可以转动的线圈)由弹性支承悬挂在永久磁铁产生的磁场中,当 动圈中流过电流i 时,动圈在磁场中受到的电磁力矩为: Ci bNLBi bF M c ===动圈转动时受到弹性支承作用的弹性力矩为:θk M k =动圈转动时受到与转动角速度成正比的阻尼力矩 dtd DM d θ= c M 驱使动圈转动,而d M 、k M 则阻止线圈转动,因此根据转动定律有:22dt d J M M M d k c θ=--将c M 、d M 、k M 代入上式得到动圈式磁电系测量机构的动态方程:Ci k dt d d dtd J =++θθθ22若信号电流为直流I ,在达到稳定之后,上式左边前两项均为零,于是得到动圈式磁电系测量机构的静态方程:0CIS I kθ== 式中S 0=C/k 称为动圈测量机构的静态灵敏度2、以动圈式磁电系测量机构为“表头”的非电量测量仪表――图0-2(a) 图0-2(a)中传感器的灵敏度(输出电量与输入非电量之比)为S 1,测量电路把传感器输出的电量转换成直流电流,其灵敏度(输出直流电流与输入电量之比)为S 2,则表头指针偏转角θ与被测非电量x 成线性正比关系。
S x θ=⋅式中 012S S S S =为图0-2(a)所示非电量x 的电测仪表的总灵敏度。
2、多量程电流表原理――图1-1—3(b)单量程交流电流表配接分流电阻即构成多量程交流电流表若电流表有三挡量程:1I 、2I 、3I ,则量程分流电阻1R 、2R 、3R 满足如下关系式:)(32111g g R R R R I R I +++= )()(321212g g R R R R I R R I +++=+)()(3213213g g R R R R I R R R I +++=++即 (量程满偏电流)×(量程分流电阻)=(表头满偏电流)×(环路总阻) 使用多量程的电流表时,首先应使用最大的电流量程;然后减小量程,直到得到明显的偏转。
Bulletin WT300E-01CNWT300E 系列数字功率计The world'sbest seller5专业30性能空间30多年紧凑型功率计的专业经验与可靠性保证2534/25351992WT110/WT130********2012201519151979YOKOGAWA 成立第一台紧凑型数字功率计诞生2509WT210/WT230WT300系列最新款紧凑型数字功率计WT300E 系列WT300E 系列产品4WT300E 系列特点与优势WTViewerFreePlus 软件显示画面性能卓越、可靠性高同时测量所有参数WT300E 系列不但可以测量所有交直流参数,也可以在没有改变测量模式的情况下同时执行谐波测量和积分测量。
WTViewerFreePlus 软件可用于监视和保存所有这些参数数据,最多可达200个。
便捷的测量功能• 最大值保持功能可以保持RMS/PEAK 电压&电流、有功功率、无功功率和视在功率的最大值。
• 线路滤波器和频率滤波器功能这些滤波器功能将为基波测量过滤掉不需要的噪声和谐波成分。
积分测量时的自动量程功能通常,当功率计在积分模式下测量功耗和待机功率时,需要将测量量程固定。
但是,如果输入电压或电流超过被选量程的最大值,测量结果将出错,并且需要以最高量程执行重复测试。
WT300E 系列可以在积分模式下快速地自动切换量程,这不但可省去上述重复测试的麻烦,还可保证积分的连续性和准确度。
该功能不但可以测量正负瓦时,还可以测量安时以及DC 电流。
峰值因数“6A ”模式在CF=6A 的情况下,电压和电流的最大额定输入变为量程的260%,最大可显示到280%。
需要进行高分辨率测量时,通过该模式可以避免频繁的电流量程变动。
指定量程间的自动量程功能自动量程功能可用于在指定量程间自动选择/切换量程。
特点与优势快速显示和数据更新率WT300E 系列拥有快速显示和最大100ms 的数据更新率,可为用户缩短测试过程的工时。
实验四 三相电路电压、电流的测量一.实验目的1、练习三相负载的星形联接和三角形联接;2、了解三相电路线电压与相电压,线电流与相电流之间的关系;3、了解三相四线制供电系统中,中线的作用;4、观察线路故障时的情况;5、学会用功率表测量三相电路功率的方法。
二.原理说明1.三相电压、电流的测量电源用三相四线制向负载供电,三相负载可接成星形(又称‘Y’形)或三角形(又称‘Δ’形)。
当三相对称负载作‘Y’形联接时,线电压UL是相电压U P 的3倍,线电流IL等于相电流IP,即:P L P L I I U U == ,3,流过中线的电流IN =0;作‘Δ’形联接时,线电压U L 等于相电压U P ,线电流I L 是相电流I P 的3倍,即:P L P L U I I == U ,3不对称三相负载作‘Y’联接时,必须采用‘Y O ’接法,中线必须牢固联接,以保证三相不对称负载的每相电压等于电源的相电压(三相对称电压)。
若中线断开,会导致三相负载电压的不对称,致使负载轻的那一相的相电压过高,使负载遭受损坏,负载重的一相相电压又过低,使负载不能正常工作;对于不对称负载作‘Δ’ 联接时,I L ≠3I p ,但只要电源的线电压U L 对称,加在三相负载上的电压仍是对称的,对各相负载工作没有影响。
本实验中,用三相调压器调压输出作为三相交流电源,用三组白炽灯作为三相负载,线电流、相电流、中线电流用电流插头和插座测量。
2.三相功率的测量(1)三相四线制供电,负载星形联接(即Y 0接法)对于三相不对称负载,用三个单相功率表测量,测量电路如图4-1所示,三个单相功率表的读数为W 1、W 2、W 3,则三相功率P =W 1+W 2+W 3,这种测量方法称为三瓦特表法;对于三相对称负载,用一个单相功率表测量即可,若功率表的读数为W ,则三相功率P =3W ,称为一瓦特表法。
(2)三相三线制供电三相三线制供电系统中,不论三相负载是否对称,也不论负载是‘Y’接还是‘Δ’接,N都可用二瓦特表法测量三相负载的有功功率。