静电电压表的使用知识

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球隙放电法测量高电压
1. 球间隙放电 2. 交直流高电压的测量 3. 冲击电压的测量 4. 球隙法测量高电压的优缺点
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球间隙放电
球隙的结构
符合尺寸的球间隙
垂 直
有两种方式，图中
测
所示是垂直球间隙，
量
另有水平球间隙
球 隙
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测量原理
空气在一定电场强度下，
才能发生碰撞游离。均
匀电场下空气间隙的放
电电压与间隙距离具有
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分压器的原理
其中Z1为分压器高压臂的阻抗， Z2为分压器低压臂的阻抗，大部 分的被测电压降落在Z1上，Z2上 仅有一小部分电压，用低量程电 压表测量得Z2上的电压，乘上一 个常数，即可得被测电压。这个 常数叫做分压比K。
K
••
U1/U
2
Z1
Z2 /
一定的关系。可以利用
间隙放电来测量电压，
垂
但绝对的均匀电场是不 易做到的，只能做到接 近于均匀电场。 测量球隙是由一对相同 直径的金属球所构成。
直 测 量 球
加压时，球隙间形成稍
隙
不均匀电场。当其余条
件相同时，球间隙在大
气中的击穿电压决定于
球间隙的距离
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交直流高电压的测量
串接保护电阻
在用球间隙测量交流和直 流电压时，经常需在球间 隙R电1是上阻保串,以护联测变一交压个流器保电用护压的电为防阻例振R接2。 线如图所示.
(1)、(2)是直接 测量的方法
冲击高电压的测量： (1) 球隙法：是直接测量高电
(2) 分压器――峰值电压表： 只测峰值，不测波形。事先应 验证波形合乎标准，或同时用
(3) 分压器――示波器（或数 字记录仪）：可同时测出峰值 及波形。在采用数字式示波器 或数字记录仪时，可立即获得 峰值和时间参数值，并可打印 (4) 光电测量法：采用光纤技 术的测量法。有的仍需与分压 器配合，有的则不须要分压器， 测量系统中具有专门的传感器 或电容探头。

静电电压表一、概述本产品是阻容等电位屏蔽分压式高压测量装置。

主要用于脉冲高压,雷电高压,工频高压的测量。

是代替高压静电电压表的首选。

具有操作简便，显示直观，精度高、体积小、重量轻等特点，适应于发电厂、变电站、高压电器设备制造厂和高电压试验室等部门作为高电压测量之理想装备。

本静电电压表通过仪表线与高压测量端相连，可实现远距离清晰读数,使用安全、方便。

该系列交直流静电电压表输入阻抗高，线性度好，采用特殊的屏蔽技术，减少高压对示值的影响，从而实现高稳定度，高线性度。

采用进口填充材料，使结构更小，重量更轻，可靠性更高，内部局部放电量降到最低。

体积小，重量轻，便于携带，为现场工地的检测工作带来极大的便利。

二、技术参数交流测量方式：真有效值测量精度：AC:1.0% DC: 0.5%绝缘介质：干式介质材料环境条件：温度： -25℃～40℃湿度：<85%分压比：1000:1其他技术参数见附录。

三、使用方法1.将静电电压表接地端安全接地。

2.将高压线接在均压球上方，用接线螺旋栓将高压线拧紧。

3.将仪表底座上的输入端插入静电电压表测量端,测量直流时将钮子开关切换到“DC”档,测量交流时将钮子开关切换到“AC”档。

4.所测电压为小于20kV时选择“LOW”档，当超过20kV时请选择“HIGH”档，从而获取更高精度的测试值。

5.打开“Power”开关，选择合适档位，此时静电电压表上将显示“000.0”或“00.00”,此时即可开始测量。

6.待测试完毕后，切断高压，等交直流静电电压表上读数为“000.0”或“00.00”时方才进入现场（交流试验时，仪表会缓慢回零，但高压电源已经没有电了，故在这种情况下请注意交流和直流试验的区别）。

7.在测量直流时，若有滤波电容，应先对滤波电容充分放电，使静电电压表指示的读数为“000.0”时，才可以做相关操作。

8.在使用和保养中，均应注意静电电压表表面的清洁，防止污秽，此仪器应置于干燥处，妥善保管。

静电电压表
测量不确定度评定
静电电压表1.0级测量结果不确定度
一、校准组成：
1、直流分压器，编号9001数字多用表，型号：34401A
2、电压互感器型号HJ37 0.01级数字多用表，型号：34401A
二、数学模型：
A = X × K
A——被测电压量X——数字多用表读数，K——电压比
三、A类不确定度评定：
由直流分压器及数字多用表组成的系统对一台静电电压表（型号Q2-V，编号010 1.0级）进行十次连续测量，数据如下：
平均值：2.9798KV
U A =6.0 ×10-5
四、B类不确定度的评定：
1、上级单位校准给出的不确定度为2.4×10-4/2=1.2×10-4（正态分布K=2）
2、由被校表分辨力引起的不确定度1/（2×150×10）/3=1.9×10-4
（均匀分布K=3）
3、数字多用表测量不确定度4×10-4/3=2.3×10-4（均匀分布K=3）
4、直流分压器不确定度为1.0×10-4/3=5.8×10-4（均匀分布K=3）
5、由于本实验室环境条件，抗电磁能力等均能达到JJG494-2005的要求，因此影响可忽略不计。

6、此类不确定度可计算为：
U B=6.6×10-3
五、合成扩展不确定度：
以上U A、U B合成后扩展不确定度：U= 1.3×10-3 （正态分布K=2）。

电压表和电流表的使用一、基础知识: 电流电流的形成：电荷定向移动形成电流。

电流的大小叫做电流强度，简称电流，符号I ，方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

在一个闭合电路中，在电源外部电路（外电路），电流从电源的正极流出，经过用电器流向电源的负极，在电源内部电路（内电路），电流从电源的负极流回正极。

电流的定义：单位时间通过导体横截面的电量。

电流定义式：tqI =（其中q 为通过导体横截面的正、负电荷电量的绝对值之和） 电流的单位：安培，简称安，单位符号用A 表示。

A mA A μ631011011⨯=⨯=电压水压是形成水流的原因——电压是电荷定向移动形成电流的原因；水泵的作用是将低处的水搬运到高处，是提供水压的设备——电源的作用通过非静电力做功把电荷从电源负极搬回正极，维持两极之间的电压。

电压用符号U 表示。

在国际单位制中，电压的单位是伏特，简称伏，用符号V 表示。

电压的单位还有千伏（KV ）、毫伏（mV ）、微伏（V μ）一些电压值：电子手表用的电池电压1.5V ；一节干电池的电压1.5V ；一个蓄电池的电压2V ；人体的安全电压不高于36V ；家庭电路的电压220V ；工厂动力用电的电压380V ；发生闪电时云层间的电压可达108V 。

二、电流表的使用： 认识电表2、电压表与电流表在使用上的相同点和不同点相同点不同点（1）使用前都要较零。

（2）把它们连入电路时，都必须使电流从红（或“+”）接线柱流入，从黑（或“-”）接线柱流出；（3）被测电流或电压都不能超过所选量程或接线柱旁标出的最大测量值；（4）在预先不知道被测电流或电压的大约值时，需先用大量程试触．（1）电流表要串联在被测电路中，而电压表要并联在被测电路两端；（2）电流表不能接在电源两端，而电压表可以接在电源两端；（3）电压表在电路中相当于断路（电压表的内阻很大），而电流表在电路中相当于导线（电流表的内阻很小）．电表的读数例题：如图1-57甲、乙两图为常用的电流表和电压表的刻度盘，在甲图中如果接入电路的“+”和“-0.6”两个接线柱，则表的示数为_____，如果接入电路的是“+”和“-3”两个接线柱，则表的示数为_____. 在乙图中，若选用的量程为0～15 V，则表的示数为_____，若选用的量程为0～3 V，则表的示数为_____.图1 图2解：在甲图中，若选用的量程为0.6A ，则最小分度为0.02A ，读数应估读到其最小分度的1/2，不是半格的舍去，超过半格的读半格，所以读数为0.37A 。

一、高压静电电压表
两个特制的电极间加上电压 u，电极间
就会受到静电力 f 的作用，而且 f 的大小与 u 的数值有固定关系，设法测量
f
的大小就确定
所加电压 u的大小。利用这一原理制成的仪表 即为静电电压表，它可以用来测量低电压，也
可以在高压测量中得到应用。
若采用的是消除了边缘效应的平板电极，那么由 静电场理论，易求得
f u2
f 但仪表不可能反映力的瞬时值 均值 F 。
，而只能反映其平
U F
为了尽可能减少极间距离和仪表体积，极间应采 用均匀电场，所以高压静电电压表的电极均采用 消除了边缘效应的平板电极，如图4-3所示。

静电电压表的优点

内阻抗特别大，几乎不消耗什么能量

能测量相当高的交流和直流电压
二、峰值电压表

升降法
预先估计一个大致50％击穿电压的2％～3％作为级
差 U，凡是加压引起击穿，则下次加压比上次 高 U。反复加压20～40次，分别统计各级电压 U i 的加压次数
ni ，
U 50%
U n n
i i
i

用球隙测量冲击电压时，应通过调节极距 d 来
达到50％放电概率，此时被测电压即等于球隙 在这一距离时的50％冲击放电电压。

确定50%的放电概率常用10次加压法，即对球隙 加上10次同样的冲击电压，如有4～6次发生了
放电，即可认为已达到50％放电概率。
确定球隙或其他自恢复绝缘的50％冲击放电电压： 多极法 或固定电压值，逐级调节 球隙距离；或固定球隙距 离，逐级改变所加冲击电 压的幅值。得到放电概率 P与所加电压U（或球隙距 离d)的关系曲线，从而得 到P＝50％时的U50％ （或d50%)

防爆型静电电压表一、工作原理静电主要是指不同物体紧密接触并迅速分离，由于两种物体对电子约束能力不同，物体间发生电子转移，从而使物体分别带上不同种电荷的现象。

产生静电的原因既有物体内部原因，又有外界作用。

从而又分成摩擦带电、附着带电、感应带电、极化带电等情况。

本仪器使用大规模集成电路将模拟量转化为数字量在液晶显示器上显示。

二、应用范围可能存在静电的作业有：1)石油、化工、粮食加工、粉末加工、管道输送气体、液体、粉尘等。

2)气体、液体、粉尘的喷射（冲洗、喷漆、泄露）。

3)皮带输送。

4)物料搅拌、混合、过滤等。

5)高速行驶的交通工具。

6)人体静电（行走、脱衣、梳理毛发、用有机溶剂洗衣等）。

在一些具有可燃性气体或粉尘的场所，静电是绝对要禁止的，而静电又往往无法发现和感觉到，对于管道或皮带的输送、物料的搅拌或人体上产生的静电，是我们日常检查的重点之一。

另外，在怀疑是静电火灾时，也需要对怀疑可以产生静电的同类物质进行测量，以便确认产生静电的可能性。

三、静电火灾产生的条件1)现场要有能够产生静电的条件。

2)静电的积累足以产生放电的能量。

3)具有带电体放电的条件如放电对象、放电距离。

4)放电能量大于被引燃物的最小点火能量。

5)放电点周围存在处于爆炸极限范围内的混合性气体或粉尘。

上述静电火灾判定条件中，有的又取决于许多因素，故要分别进行讨论。

四、仪器特性量程：0~±30KV（测量距离2cm）●精度：±10%●分辨率：10V●功耗：≤30mw五、仪器使用方法1)打开电源开关，接通电源；2)距离带电体30cm以上处按调零开关调零，消除感应屏上的静电。

3)将电压表探头由30cm处靠近被测物体规定的距离处，读取电压值（为液晶显示值×10）；4)不要用手去触摸感应屏，以免损坏输入器件。

5)液晶显示器数字暗淡，显示不稳定或测试数据不准确，应检查9V积层电池，当电压低于8.8V或使用半年以上时应更换电池。

静电电压表原理
静电电压表是一种专用仪器，用于测量物体表面的静电电压。

静电电压是指物体表面的电场势能，通常以电压的形式表示。

静电电压表利用两个或多个电极之间的电势差来测量静电电压。

静电电压表的原理基于静电电荷的分布。

当物体带有静电电荷时，其表面会产生电场。

静电电压表通过将一个或多个电极接触到物体表面，利用电极之间的电阻和电流测量电势差。

电势差与静电电压成正比，通过测量电势差可以确定物体表面的静电电压。

静电电压表通常由电极、电路和显示屏组成。

电极是与物体表面接触的部分，可以是金属针或导电塑料等材料。

电路用于测量电势差，通过电路中的电阻和电流计算出电压值并将其显示在显示屏上。

在使用静电电压表时，需要注意以下几点：
1. 尽量选择与物体表面相适应的电极材料，以确保良好的接触性能。

2. 静电电压表应处于地线或接地状态，以避免由于自身带电导致的误差。

3. 静电电压表在测量前应进行校准，以确保测量结果的准确性。

总之，静电电压表通过测量电极之间的电势差来测量物体表面的静电电压，应用于静电电荷的分布分析和相关研究。

空气流动
空气流动会影响静电场的分布，从而影响静电测量结果的准确性。 因此，在进行静电测量时需要避免强风等干扰因素。
电磁干扰
电磁干扰可能会影响静电测量的结果，因此在进行静电测量时需要远 离电磁干扰源。
静电测量实践的注意事项
01
测量设备的选择
根据测量需求选择合适的测量设备，包括静电电压表、静电场强计、静
组合法1
将直接测量法和间接测量法结合起来 ，通过测量静电电压表和吸附物质量 来组合测量静电的电量。
组合法2
将直接测量法和间接测量法结合起来 ，通过测量静电电压表和介质损耗来 组合测量静电的电量。
04
静电测量设备
电位差计
测量原理
电位差计通过测量两点之间的电位差 来计算电荷量。
结构组成
使用方法
将待测物体与电位差计的测量线路相 连，通过标准电阻和电源来测量电位 差，从而计算电荷量。
定期更换和维护防 静电用品
对于易损的防静电用品，应定期 更换和维护，确保其防护效果和 使用寿命。
THANKS
谢谢您的观看
保持环境湿度
通过加湿器、洒水等方法保持环境湿度，减少静电的产生 。
避免摩擦和撞击
减少物体之间的摩擦和撞击，以减少静电电荷的积累。
静电安全管理
制定防静电安全管理制度
明确防静电安全管理的责任和要求，确保各项 措施得到有效执行。
加强员工培训
提高员工对静电危害的认识和防护意识，掌握 正确的操作方法和应急处理措施。
静电知识及测量方法
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目录
• 静电基础知识 • 静电场及电位 • 静电测量方法 • 静电测量设备 • 静电测量实践 • 静电防护及管理
01
静电基础知识

电压表的使用规则电压表是一种广泛应用于电力、电子等领域中的测量仪器，用于测量电路中的电压值。

在使用电压表时，需要遵守一定的规则，以确保测量结果的准确性和安全性。

下面我们将介绍一些常见的电压表使用规则。

首先，在使用电压表之前，需要确认电路的电源已经关闭，并且与电路无直接的连接。

这是为了避免电压表受到过高电压的损坏，同时也能保护使用者的人身安全。

其次，在连接电压表时，需要选择合适的电压量程。

电压表通常有多档量程可供选择，选择合适的量程可以使测量结果更加准确。

如果电压值超出了电压表的量程范围，可能会导致测量结果不准确或损坏电压表。

接下来，在连接电压表时，需要注意正确的接线方法。

通常，电压表有两个接线端口：红色的接线端口表示正极，黑色的接线端口表示负极。

确保正确连接可以避免测量误差和损坏设备。

另外，使用电压表时需要注意观察指针或数字显示的变化。

在测量电压时，应该慢慢调整电压表的旋钮，等待指针或数字稳定后再读取数值。

如果读取数值时存在明显的抖动或波动，可能是由于电压不稳定或电路中存在其他问题。

此外，在使用电压表时，需要注意以安全的方式接触电路。

在测量直流电压时，应该将电压表的两个接线头正确地连接到电路中的两个测量点。

避免触摸电路中的其他部分，以免发生触电等意外情况。

最后，在使用电压表之后，应该及时关闭电源并断开电压表与电路的连接。

这是为了安全起见，同时也可以延长电压表的使用寿命。

总结一下，使用电压表时需要注意关闭电源、选择合适的量程、正确接线、观察测量结果的稳定性、安全接触电路以及及时关闭电源。

这些规则能够确保电压表的准确性和安全性，同时也能保护使用者的人身安全。

希望以上的介绍能够帮助大家更好地使用电压表。

电压是物理学中的一个重要概念，主要在电路学中使用，表示电场力做功的能力。

以下是关于物理电压的一些关键知识点：
定义：电压（Voltage）也被称为电位差或电势差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。

其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。

单位：电压的国际单位是伏特（V），常用的单位还有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。

表示方法：电压可以用符号“U”或“V”表示。

电压表：电压表是测量电压的一种仪器，使用时必须将其并联在被测电路中。

常见的电压表有模拟式电压表和数字式电压表。

电源：电源是提供电压的装置，如干电池、蓄电池、发电机等。

电压的方向：电压的方向规定为从高电位指向低电位。

但在某些情况下，如电源外部，电流的方向与电压的方向相反。

串并联电路的电压关系：
串联电路：总电压等于各部分电路电压之和，即U总=U1+U2+...+Un。

并联电路：各支路两端的电压相等，即U1=U2=...=Un。

电压与电阻的关系：根据欧姆定律，电压、电流和电阻之间存在关系，即U=IR。

其中，U 为电压，I为电流，R为电阻。

电压的作用：电压是形成电流的原因，电路中产生电流，它的两端就必须有电压。

电压使自由电荷发生定向移动形成电流的情况不仅在金属导体中会发生，在电解液中也会发生。

以上是关于物理电压的一些主要知识点。

电压是电路分析中的一个重要概念，对于理解电流、电阻、功率等其他电路参数都有重要作用。

教材上说得比较简单,学生在理解"根据指针所指刻度，可以电容器两极板间的电势差"不易弄清，现分析如下:将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接，例如分别与平行板电容器的正负极板相连．当电荷停止移动后，静电计的金属杆与外壳之间的电势差，跟平行板电容器两极板间的电势差相等．由于静电计也是一个电容器，其指针所带电荷量跟指针和外壳间的电势差成正比，电势差越大，指针带电荷量越多，张开的角度也越大，所以根据指针所指刻度，可以定量地知道指针与外壳问的电势差，也就知道了平行板电容器两极板间的电势差．由于静电计的电容量很小，所获得的电荷量与平行板电容器原来所带电荷量相比较可以忽略不计，故可认为测量前后平行板电容器所带电荷量基本不变，两板电势差也基本不变．静电计与验电器验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器，但对这两种仪器在结构和作用方面的异同，多数学生并不清楚，甚至存在一些误解。

例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成静电计”，对“静电计为什么能测量电势差”、“静电计不能用来测量直流电路的电势差”等问题，有些老师的认识也是模棱两可，说不清楚。

为此，本文对这两种仪器的结构和用途等方面的差异作些必要的辨析。

一、构造上的差异最常用的金箔验电器，它是检验物体是否带电的最简单的仪器，构造如图1a所示。

在玻璃瓶口处有一橡胶塞，塞中插一根金属杆，杆的上端有一金属球，下端悬挂一对金箔（或铝箔）。

当带电体与金属小球接触时，箔片因带同性电荷相排斥而张开。

为了避免气流的影响，金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中，棒与瓶间有绝缘材料相隔。

高中物理课本上介绍的验电器如图1b，是历史上第一个验电器，是英国的W·吉伯在实验过程中制作的，也是金箔验电器，结构基本上相同。

而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。

实验室常用的静电计是布劳恩静电计，如图1c所示。

它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳，铁壳的前面装有透明玻璃，后面装有标有刻度的毛玻璃，在金属壳中绝缘地安装一根金属杆，杆的上端为金属小球，金属杆下部的水平轴上装有金属指针，可绕水平轴灵活转动。

·本安防爆，安全性好！·数字保持，读数方便！·数字显示，分辨率高！·测量准确，显示迅速！·体积小，重量轻！·欠压指示，确保准确！·用途广泛，携带方便！·耗电极小，使用方便！·可靠性高，保修两年！EST101型防爆静电电压表（使用说明书）北京市劳动保护科学研究所一. 概述EST101型防爆静电电压表是在吸收国内外先进静电仪表的基础上,经广大用户多年使用并多次改进的新型高性能、低价格静电电压表（静电电位计）。

本仪表防爆性能好,防爆标志为iaⅡCT6。

能在各类爆炸性气体（如汽油、二硫化碳、市用煤气、乙烯、乙炔、氢、苯等）中使用。

防爆合格证编号为：CJEx02.4.031。

符合国家标准要求。

本仪表适用于测量带电物体的静电电压（电位）,如导体、绝缘体、及人体等的静电电位。

还可测量液面电位及检测防静电产品性能等。

广泛适用于石油、化工、油库、消防、电子、国防、航天、天然气、印刷、纺织、印染、橡胶、塑料、喷涂、医药等科研、生产、储运安全管理部门中有关静电的测量。

是现场静电检测的理想仪表二、特点●能在各类爆炸性环境中使用，防爆性能好，防爆标志为ExiaⅡCT6.防爆合格证编号为：CJEx02.4.031●数字显示，分辨率高。

●有读数保持功能。

读数准确方便。

●非接触式旧子测量，对被测物体影响小。

●测量准确迅速。

测量速率约3次/秒。

●体积小，重量轻，携带方便。

●耗电省，一节电池能连续工作达200小时，或间断约一年。

•有电池欠压显示，确保测量准确。

•使用大规模集成电路，可靠性高。

•用途范围广。

使用方便。

•保修两年，用户使用放心。

三。

主要技术指标1. 本质安全防爆型, 防爆标志:ExiaⅡCT6。

2.非接触式测量。

输入阻抗＞1016Ω.输入电容＜1PF。

3. 测量范围: ±100V - ±50KV。

(测量范围可以扩展)。

验电器、静电计、电压表的作用及应用--定量测量两导体的电势差．将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接，例如分别与平等板电容器的正负极板相连，当电荷停止移动后静电计的金属杆与外壳之间的电势差跟平行板电容器两极板间的电势差相等，由于静电计也是一个电容器其指针所带电量跟指针和外壳间的电势差成正比，电势差越大，指针带电量越多，张开的角度越大，所以根据指针所指刻度，可以定量地知道指针与外壳间的电势差，也就知道平等板电容器两极板间的电势差，由于静电计的电容量很小，所获得的电量与平行板电容器原来所带电量相比较可以忽略不计，故可认为测量前后平行板电容器所带电量基本不变，两极电势差也基本不变．验电器、静电计、电压表在物理实验研究中的重要作用近年来的高考中很注重关于课堂上演示实验的考查．这方面又以电学实验为多，其中最常用的有：验电器、静电计和电压表，它们之间既有区别又有联系，对它们的专题复习既能巩固静电感应和静电平衡等基本概念和规律，又能培养联系实际、分析问题的能力．下面我们从七个方面，进行分析研究．1、验电器金属箔的张角与哪些因素有关【实验1】取两个完全相同的带有绝缘柄的金属小球A和B，相互接触后，用起电机给它们带电，这样A、B就带有等量同种电荷了，先使A与验电器金属球接触可观察到金属箔张开一角度，如图1所示，再把B球与验电器金属外壳（与地绝缘）接触，可观察到金属箔立即下垂并闭合，如图2所示，如果使A，B带等量异种电荷，即把A、B两金属小球分别与起电机上的两个金属小球接触带电，且A，B同时离开起电机，就可使A、B带等量异种电荷，重做上述实验，金属箔不仅不下垂，反而张角变大，如图3所示．上述实验现象说明，验电器中金属箔是否张开，以及张角大小，除了与金属箔是否带电及带电多少有关外，还与金属杆与外壳之间电势差的大小有关，电势差越大，张角越大，电势差越小张角越小．2、验电器的主要作用（1）检验导体是否带电，将被检验导体与验电器的金属球直接接触或用导线将二者相连，观察验电器金箔是否张开，即可判断导体是否带电，也可让被检验导体不与验电器接触而只靠近其金属球，如果导体是带电的由于静电感应也会使验电器的金属球和金箔上分别感应出异种电荷而使金箔张开．（2）检验导体所带电性：让已经带上正电的验电器的金属球与被检验导体相靠近，如果验电器的金箔张角变大，说明被检验导体带正电，这是由于同性电荷相斥，使验电器金属球上的电荷向金箔转移而使其张角变大，如果验电器的金箔张角变小，说明被检验导体带负电或者不带电，这是由于异性电荷相吸，使金箔上的正电荷向金属球转移而使张角变小，在这种情况下，可让被检验导体靠近已知带上负电的验电器的金属球，若金箔张角变大，可确认被检验导体必带负电．（3）比较不同导体的电势高低：将同一个原来不带电的验电器的金属球分别与带正电的导体A和B先后连接观察金箔张角的大小，张角大时则所连导体的电势高，若两导体均带负电，则张角大时所连导体的电势低，这是因为，带电体传给验电器的电量的多少，其实并不决定带电体所带电量的多少，而是决定于开始未连接时带电体和验电器之间的电势差，开始时验电器不带电我们可以规定它的电势为零，验电器的金属球、金属杆虽然是孤立的导体，但也有确定的电容（当然非常小），当用导线将带电体和金属球连接后，带电体的电荷流向验电器，使验电器的电势逐渐升高（或降低），直到验电器与所连导体的电势相等时，电荷停止流动，显然带电体电势的绝对值越大，传给验电器的电量就越多，金箔张开的角度就越大，因此根据金箔张角的大小，可以定性地比较不同带电体电势的高低，但带电体的电势高，并不等于所带电量多，因此我们不能根据金箔张角的大小来比较不同带电体所带电量的多少，至多可用来比较同一带电导体在哪一次带电量较多．3、静电计为什么可测出带电体的电势和电势差呢？通过实验1我们可以知道，验电器金属箔是否张开，以及张角大小，是由金属杆与外壳之间的电势差决定的，如果把验电器的两个金属箔换成一个固定金属片和一个灵活转动的指针，根据所加电势差和指针偏转角度的大小进行刻度，这样指针每偏转一个角度就表示出金属杆与外壳之间的电势差，这就成为一个可测量电势差的静电计了．4、静电计的主要作用【实验2】测定平行金属板之间的电势差的实验装置如图4所示，将A、B两块带有等量异种电荷的金属板分别与静电计的金属球及外壳接线柱相连，静电计指针偏转，示数即为平行金属板间的电势差，如果像图1那样连接，这时B板与静电计外壳都接地，它们与大地电势相等，A板与大地的电势差也就等于A板与B板的电势差．【实验3】测定带电体的电势的实验装置如图5所示，将静电计的金属球与带电体C 用导线连接上静电计外壳接地，静电计指针偏转示数即表示带电体与大地的电势差，这个差值就是带电体C的电势．静电计也称为指针式验电器这说明它完全具备验电器的各种作用．由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用．（1）定量测量两导体的电势差．将静电计的金属球和金属外壳分别与被测量的导体用导线连接，例如分别与平等板电容器的正负极板相连，当电荷停止移动后静电计的金属杆与外壳之间的电势差跟平行板电容器两极板间的电势差相等，由于静电计也是一个电容器其指针所带电量跟指针和外壳间的电势差成正比，电势差越大，指针带电量越多，张开的角度越大，所以根据指针所指刻度，可以定量地知道指针与外壳间的电势差，也就知道平等板电容器两极板间的电势差，由于静电计的电容量很小，所获得的电量与平行板电容器原来所带电量相比较可以忽略不计，故可认为测量前后平行板电容器所带电量基本不变，两极电势差也基本不变．（2）定量测量某导体的电势．把静电计的外壳接地，金属球和被测导体相连，那么金属指针所指刻度就表示导体和地之间的电势差，取大地电势为零，此读数则可表示该导体的电势．（3）测量直流电路中的电势差．既然静电计本身也是一个电容器，那么把静电计并联在直流电路中电势差不为零的两点时，静电计就会被充电，其指针就应该偏转，但实际上在一般直流电路中，由于电压较小，使静电计所带电量很小，指针的偏转角度几乎觉察不出来，静电计上的刻度一般是以静伏（静电系单位）为单位的，而1静伏=300伏，故一般的直流电压不能使静电计指针有明显偏转，如果静电计接在具有几百、几千甚至几万伏电压的直流电路中，静电计指针就会有明显的偏转，也就可以用静电计来测量某两点间的电压，例如把静电计接在感应圈的副线圈上，指针偏转角度会忽大忽小，说明感应圈输出的是不稳定的脉动电压．5、验电器和静电计可演示的实验根据验电器和静电计的主要作用，可以进行一系列演示实验．（1）用验电器演示导体和绝缘体使两个验电器其中一个带电，箔片张开，用被测物体连接两个验电器的金属球，若原来不带电的验电器的箔片张开，则表明该物体为导体，若原来不带电的验电器的箔片没有张开，则表明该物体为绝缘体．（2）用验电器演示静电感应和感应起电．用验电器连接杆把两个不带电的验电器连接起来，用带电的玻璃棒和橡胶棒靠近一个验电器的金属球，但不接触，由于静电感应，使两个验电器的箔片张开，若移开玻璃棒或橡胶棒，则箔片又都闭合，如果先拆开验电器连杆，再移开玻璃棒或橡胶棒，则箔片都保持原来张角，说明两个验电器上有感应电荷存在．（3）用静电计演示导体表面是等势面把一带有绝缘柄的金属小球用导线与静电计的金属球相连，静电计的外壳接地，然后手持绝缘柄使金属小球沿带电导体的表面移动，会发现静电计指针张角大小保持不变，说明带电导体表面各处电势相等．（4）静电计演示电荷只分布在导体外表面把静电计的金属外壳与其金属球用导线直接相连，无论把带电体靠近还是直接接触静电计的金属球，其内部指针都不会张开，说明带电体在静电计（此时，其外壳与内部金属已成为一个导体）上感应出的电荷或直接传给静电计的电荷只能分布在其外表．（5）演示尖端部分电荷密度较大把静电计（或验电器）的金属球换成近似封闭的金属筒，将一小片锡箔的一端粘牢于胶木棍上，手持胶木棍使铝箔紧贴带电导体的尖端附近，因锡箔可变形，故可使锡箔的曲率与该处相同，然后移开锡箔使其与静电计上方的圆筒内壁接触，使铝箔上的电荷全部传给金属筒，记下静电计张角大小再将铝箔紧贴带电导体的曲率较小处，重复上述过程，可发现静电计指针张开角度较小，说明带电体尖端部分电荷密度较大．6、电压表与静电计在使用中有何不同用电压表测电势差时应与待测部分并联，如图6所示，并联电路具有分流作用，由于电压表内阻很大，所以分得的电流很小，不会使待测电压的数值发生显著变化．电压表可以既方便又准确地测量电势差，但在静电实验中，一般不能用来测量两个带电体（如平行板电容器）的电势差．【实验4】如图7所示，用电压表测电容器已两端电势差，观察到的现象是：电压表指针在接通瞬间偏转一下后，很快又回到零刻度，这是由于已正极板所带正电荷通过电压表内部通路与负极板上所带的等量负电荷很快中和的缘故，所以通过电压表无法准确测出电容器两端的电压，也没有稳定的电压值．在静电实验中，由于带电体一般电压都比较高，容易超过电压表的量超，且物体所带电量少，如用电压表测电势差，物体所带电量就会很快通过电压表内部的通路放完，所以必须使用电阻无穷大的静电计．从工作原理上说，静电计可以代替电压表测量直流电路上的电压，但由于静电计的量程很大，其刻度一般以静电伏特SV为单位（1SV约为300V），当待测电压较小时静电计指针几乎不会偏转，因此，在电压较低的电路中不能用静电计测量电压，所以静电计不能代替电压表．7、用电压表判断电路故障的方法很多同学在用电压表判断电路故障时，显得束手无策或缺乏自信，其主要原因是它们对导致电压表出现各种现象的原因没有一个清晰的认识，其实只要对电压表有无示数的原因有一个清晰的认识，即：“有阻无流”和“有流无阻”这种情况均无电势降落．再结合题中的条件加以分析就会很快查出电路中的故障所在．下面将电压表无示数的原因加以归纳：1电压表两接线柱间含电源部分的电路为断（开）路2电压表两接线柱间含电源部分虽然为通路，但与电压表并联的部分电路出现了短路现象．根据上述原因我们用电压表很容易判断出电路中的故障．。

第7章 习题7.1 工频高压试验中，如何选择试验变压器的额定电压和额定功率？设一试品的电容量为4000pF ，试验电压为600kV （有效值），求该试验中流过试品的电流和试验变压器的输出功率。

答：（1）试验变压器的额定电压U n 应大于试验电压U s ；根据试验电压和被试设备的电容值估算实验电流值x s s 6210f C U I π⨯⨯=则试验变压器的额定功率 n s n P I U =⨯（2）流过试品的电流0.754A I CU ω==试验变压器的输出功率2==452.4kVA P CU ω7.2 简述用静电电压表测量交流电压的有效值和峰值电压表测量交流电压峰值的基本原理。

答：（1）静电电压表测量交流电压的有效值的基本原理：加电压于两个相对的电极，两电极充上异性电荷，电极受静电机械力作用。

测量此静电力大小，或测量由静电力产生的某一极板的偏移来反映所加电压的大小。

若有一对平行板电极，间距l ，电容C ，所加电压瞬时值u ，此时电容的电场能量为2=/2W Cu电极受到作用力f 为2d 1d =d 2d W C f u l l = 若电压有效值U ，则得一个周期平均值F21d =2d C F U l对于平板电极，其电容为0=/r C S l εε则22031=N 272π10r r S u u F S l l εεε⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⨯⨯⎝⎭⎝⎭式中, u , l , S 单位分别为kV , cm, cm 2。

()=475.6/r U l F S ε（2）峰值电压表测量交流电压峰值的基本原理：被测交流电压经整流管D 使电容充电至交流电压的峰值。

电容电压由静电电压表或微安表串联高阻R 来测量(如下图所示)。

利用电容器C 上的整流充电电压测峰值电压由于电容C 对电阻R 的放电作用，电容C 上的电压是脉动的。

微安表反映的是脉动电压的平均值U d 而不是峰值，即d d U I R =设电容电压在t =0时刻达到峰值，t =T 1时刻再次充电，该时间间隔内电容上电压u c 随时间t 的变化关系为()()c m exp /u U t RC =-波动电压的最大值为U m ，最小值为U m exp(-T 1/(RC))。

电压表的读数方法
电压表是一种表面上看似简单的仪器，但它具有重要的读数技术，熟练的操作可以有效地获取电压参数。

因此，学习电压表读数方法及其正确使用，对于电气工程师、技术人员及维修人员来说，是非常必要的。

首先，要学会操作电压表前，需要明确其用途，电压表是精确测量、检测电压和电流信号的仪器，其用处非常广泛，可以说是电气技术工作中的重要检测仪器之一。

其次，要学会正确的操作方法。

在使用电压表检测电压之前，必须了解电压表的原理和结构，以免出现操作错误。

开机时，先将电压表的电源接通，然后将电压表接在测量点上，用手拨动电压表上的指针，确定其读数。

此外，还要学会如何解读读数。

根据实际情况，电压表可以分为数字型电压表和指针型电压表两种。

数字型电压表的读数直接显示出电压值，指针型电压表的读数是根据指针的位置以及相应的尺寸，来确定电压的大小。

最后，一定要注意安全操作，电压表检测的是电压和电流，因此要特别注意安全问题，在操作电压表时，不要将金属物体接触地板，避免接触电击，并未电压表、电池和测量点带上绝缘层，以防电压表受到潮湿、腐蚀和静电放电等危害。

综上所述，使用电压表要学会正确的操作方法，实现正确的读数，掌握读数解读方式及其相关知识，同时要注意操作安全，以确保电气
检测的可靠性和准确性。