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恒奧德解析 電流表原理及分類
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電流表是指用來(lái)測(cè)量交、直流電路中電流的儀表。在電路圖中,電流表的符號(hào)為"圈A"。電流值以"安"或"A"為標(biāo)準(zhǔn)單位。
電流表是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力的作用而制成的。電流表內(nèi)部有一永磁體,在間產(chǎn)生磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中有一個(gè)線圈,線圈兩端各有一個(gè)游絲彈簧,彈簧各連接電流表的一個(gè)接線柱,在彈簧與線圈間由一個(gè)轉(zhuǎn)軸連接,在轉(zhuǎn)軸相對(duì)于電流表的前端,有一個(gè)指針。當(dāng)有電流通過(guò)時(shí),電流沿彈簧、轉(zhuǎn)軸通過(guò)磁場(chǎng),電流切磁感線,所以受磁場(chǎng)力的作用,使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn),帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸、指針偏轉(zhuǎn)。由于磁場(chǎng)力的大小隨電流增大而增大,所以就可以通過(guò)指針的偏轉(zhuǎn)程度來(lái)觀察電流的大小,這就叫磁電式電流表,就是我們平時(shí)實(shí)驗(yàn)室里用的那種。在初中時(shí)期,所用電流表量程一般為0~0.6A和0~3A。
電流表(ammeter) 又稱“安培表”,是測(cè)量電路中電流大小的工具,主要采用磁電系電表的測(cè)量機(jī)構(gòu)。分流器的電阻值要使?jié)M量程電流通過(guò)時(shí),電流表滿偏轉(zhuǎn),即電流表指示達(dá)到Z大。對(duì)于幾安的電流,可在電流表內(nèi)設(shè)置專用分流器。用于測(cè)量直流電流、交流電流的機(jī)械式指示電流表在電路圖中,電流表的符號(hào)為“圈A”,電流表是分為交流電流表和直流電流表。交流表不能測(cè)直流電流,直流表也不能測(cè)交流電流,如果搞錯(cuò),會(huì)把表燒壞。
工作原理
電流表是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力的作用而制成的。電流表內(nèi)部有一永磁體,在間產(chǎn)生磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中有一個(gè)線圈,線圈兩端各有一個(gè)游絲彈簧,彈簧各連接電流表的一個(gè)接線柱,在彈簧與線圈間由一個(gè)轉(zhuǎn)軸連接,在轉(zhuǎn)軸相對(duì)于電流表的前端,有一個(gè)指針。當(dāng)有電流通過(guò)時(shí),電流沿彈簧、轉(zhuǎn)軸通過(guò)磁場(chǎng),電流切磁感線,所以受磁場(chǎng)力的作用,使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn),帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸、指針偏轉(zhuǎn)。由于磁場(chǎng)力的大小隨電流增大而增大,所以就可以通過(guò)指針的偏轉(zhuǎn)程度來(lái)觀察電流的大小。這叫磁電式電流表,就是我們平時(shí)實(shí)驗(yàn)室里用的那種。
一般可直接測(cè)量微安或毫安數(shù)量級(jí)的電流,為測(cè)更大的電流,電流表應(yīng)有并聯(lián)電阻器(又稱分流器)。主要采用磁電系電表的測(cè)量機(jī)構(gòu)。分流器的電阻值要使?jié)M量程電流通過(guò)時(shí),電流表滿偏轉(zhuǎn),即電流表指示達(dá)到Z大。對(duì)于幾安的電流,可在電流表內(nèi)設(shè)置專用分流器。對(duì)于幾安以上的電流,則采用外附分流器。大電流分流器的電阻值很小,為避免引線電阻和接觸電阻附加于分流器而引起誤差,分流器要制成四端形式,即有兩個(gè)電流端,兩個(gè)電壓端。例如,當(dāng)用外附分流器和毫伏表來(lái)測(cè)量200A的大電流時(shí),若采用的毫伏表標(biāo)準(zhǔn)化量程為45mV(或75mV),那么分流器的電阻值為0.045/200=0.000225Ω(或0.075/200=0.000375Ω)。若利用環(huán)形(或稱梯級(jí))分流器,可制成多量程電流表。
分類介紹
電流表分為直流電流表和交流電流表。
直流電流表主要采用磁電系電表的測(cè)量機(jī)構(gòu)。一般可直接測(cè)量微安或毫安數(shù)量級(jí)的電流,為測(cè)更大的電流,電流表應(yīng)有并聯(lián)電阻器(又稱分流器)。分流器的電阻值要使?jié)M量程電流通過(guò)時(shí),電流表滿偏轉(zhuǎn),即電流表指示達(dá)到Z大。對(duì)于幾安的電流,可在電流表內(nèi)設(shè)置專用分流器。對(duì)于幾安以上的電流,則采用外附分流器。大電流分流器的電阻值很小,為避免引線電阻和接觸電阻附加于分流器而引起誤差,分流器要制成四端形式,即有兩個(gè)電流端,兩個(gè)電壓端。例如,當(dāng)用外附分流器和毫伏表來(lái)測(cè)量200A的大電流時(shí),若采用的毫伏表標(biāo)準(zhǔn)化量程為45mV(或75mV),則分流器的電阻值為0.045/200=0.000225Ω(或0.075/200=0.000375Ω)。若利用環(huán)形(或稱梯級(jí))分流器,可制成多量程電流表。交流電流表主要采用電磁系電表、電動(dòng)系電表
和整流式電表的測(cè)量機(jī)構(gòu)。電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)的Z低量程約為幾十毫安,為提高量程,要按比例減少線圈匝數(shù),并加粗導(dǎo)線。用電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)構(gòu)成電流表時(shí),動(dòng)圈與靜圈并聯(lián),其Z低量程約為幾十毫安。為提高量程,要減少靜圈匝數(shù),并加粗導(dǎo)線,或?qū)蓚€(gè)靜圈由串聯(lián)改為并聯(lián),則電流表的量程將增大一倍。用整流式電表測(cè)交流電流時(shí),僅當(dāng)交流為正弦波形時(shí),電流表讀數(shù)才正確。為擴(kuò)大量程也可利用分流器。此外,也可用熱電式電表測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量高頻電流。在電力系統(tǒng)中使用的大量程交流電流表多是用或1A的電磁系電流表,并配以適當(dāng)電流變比的電流互感器。
分類
根據(jù)功能及結(jié)構(gòu)分類,電流表主要有直流電流表、交流電流表、和嵌形電流表三種。
1、直流電流表主要采用磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu),是利用載流線圈與磁鐵的磁場(chǎng)相互作用而使可動(dòng)部分偏轉(zhuǎn)的電表。它一般可直接測(cè)量微安或毫安級(jí)電流。若想測(cè)更大電流,則必順并聯(lián)電阻器(又稱分流器)。用環(huán)型分流器,可制成多量程電流表。
2、交流電流表主要采用電磁系、電動(dòng)系、整流式三種測(cè)量機(jī)構(gòu)。電磁系電表是利用載流線圈的磁場(chǎng),使可動(dòng)軟磁鐵片磁化而受力偏轉(zhuǎn)的電表。電動(dòng)系電表是利用固定線圈的磁場(chǎng),使可動(dòng)載流線圈受力而偏轉(zhuǎn)的電表。整流式電表是由包含整流元件的測(cè)量變換電路與磁電系電表組合成的電表。電磁系和電系電流表的Z你量程為幾十毫安,為擴(kuò)大量程要加電流互感器,僅當(dāng)交流為正弦形時(shí),整流式電流表的讀數(shù)才正確,為擴(kuò)大量程可利用分流器,電力系統(tǒng)中使用的多是或1A的電磁系電流表,配以適當(dāng)?shù)碾娏骰ジ衅鳌?br />
3、嵌形電流表是由測(cè)量鉗和電流表組成,用以在不切斷電路的情況下測(cè)量導(dǎo)線中流過(guò)的電流。測(cè)量鉗是鐵心可以開(kāi)合的電流互感器,而其電流表可采用電磁系或整流式電流表。
如何選擇
電流表和電壓表的測(cè)量機(jī)構(gòu)基本相同,但在測(cè)量線路中的連接有所不同。因此,在選擇和使用電流表和電壓表時(shí)應(yīng)注意以下七點(diǎn)。
⒈ 類型的選擇。當(dāng)被測(cè)量是直流時(shí),應(yīng)選直流表,即磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表。當(dāng)被測(cè)量是交流時(shí),應(yīng)注意其波形與頻率。若為正弦波,只需測(cè)出有效值即可換算為其他值(如Z大值、平均值等),采用任意一種交流表即可;若為非正弦波,則應(yīng)區(qū)分需測(cè)量的是什么值,有效值可選用磁系或鐵磁電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表,平均值則選用整流系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表。電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表常用于交流電流和電壓的測(cè)量。
⒉ 準(zhǔn)確度的選擇。因儀表的準(zhǔn)確度越高,價(jià)格越貴,維修也較困難。而且,若其他條件配合不當(dāng),再高準(zhǔn)確度等級(jí)的儀表,也未必能得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。因此,在選用準(zhǔn)確準(zhǔn)確度較低的儀表可滿足測(cè)量要求的情況下,就不要選用高準(zhǔn)確度的儀表。通常0.1級(jí)和0.2級(jí)儀表作為標(biāo)準(zhǔn)表選用;0.5級(jí)和1.0級(jí)儀表作為實(shí)驗(yàn)室測(cè)量使用;1.5級(jí)以下的儀表一般作為工程測(cè)量選用。
⒊ 量程的選擇。要充分發(fā)揮儀表準(zhǔn)確度的作用,還必須根據(jù)被測(cè)量的大小,合理選用儀表量限,如選擇不當(dāng),其測(cè)量誤差將會(huì)很大。一般使儀表對(duì)被測(cè)量的指示大于儀表Z大量程的1/2~2/3以上,而不能超過(guò)其Z大量程。
⒋ 內(nèi)阻的選擇。選擇儀表時(shí),還應(yīng)根據(jù)被測(cè)阻抗的大小來(lái)選擇儀表的內(nèi)阻,否則會(huì)帶來(lái)較大的測(cè)量誤差。因內(nèi)阻的大小反映儀表本身功率的消耗,所以,測(cè)量電流時(shí),應(yīng)選用內(nèi)阻盡可能小的電流表;測(cè)量電壓時(shí),應(yīng)選用內(nèi)阻盡可能大的電壓表。
使用規(guī)則
①電流表要與用電器串聯(lián)在電路中(否則短路,燒毀電流表。);
②電流要從"+"接線柱入,從"-"接線柱出(否則指針?lè)崔D(zhuǎn),容易把針打彎。);
③被測(cè)電流不要超過(guò)電流表的量程(可以采用試觸的方法來(lái)看是否超過(guò)量程。);
④不允許不經(jīng)過(guò)用電器而把電流表連到電源的兩上(電流表內(nèi)阻很小,相當(dāng)于一根導(dǎo)線。若將電流表連到電源的兩上,輕則指針?lè)崔D(zhuǎn),重則燒壞電流表、電源、導(dǎo)線。).
注意是:先燒表(電流表),后毀源(電源)
使用步驟
⒈校零,用平口改錐調(diào)整校零按鈕。
⒉選用量程(用經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或采用試觸法)
歸結(jié)起來(lái)有三看和三問(wèn)先看清電流表的量程,一般在表盤(pán)上有標(biāo)記。確認(rèn)Z格的一個(gè)表示多少安培把電流表的正負(fù)接線柱接入電路后,觀察指針位置,就可以讀數(shù)了。此外還要選擇合適量程的電流表??梢韵仍囉|一下,若指針擺動(dòng)不明顯,則換小量程的表。若指針擺動(dòng)大角度,則換大量程的表。一般指針在表盤(pán)中間左右,讀數(shù)比較合適。
一看:量程。電流表的測(cè)量范圍。
二看:分度值。表盤(pán)的一小格代表多少。
三看:指針位置。指針的位置包含了多少個(gè)分度值。
讀數(shù)查看
⒈看清量程
⒉看清分度值(一般而言,量程0~3A分度值為0.1A,0~0.6A為0.02A)
⒊看清表針停留位置(一定從正面觀察)
--使用前的準(zhǔn)備:調(diào)零,用平口改錐調(diào)整校零按鈕。
⒋選用量程{用經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或采用試觸法}
注意事項(xiàng)
⒈ 正確接線。測(cè)量電流時(shí),電流表應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián);測(cè)量電壓時(shí),電壓表應(yīng)與被測(cè)電路并聯(lián)。測(cè)量直流電流和電壓時(shí),必須注意儀表的性,應(yīng)使儀表的性與被測(cè)量的性一致。
⒉ 高電壓、大電流的測(cè)量。測(cè)量高電壓或大電流時(shí),必須采用電壓互感器或電流互感器。電壓表和電流表的量程應(yīng)與互感器二次的額定值相符。一般電壓為100V,電流為。
⒊ 量程的擴(kuò)大。當(dāng)電路中的被測(cè)量超過(guò)儀表的量程時(shí),可采用外附分流器或分壓器,但應(yīng)注意其準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)與儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)相符。
⒋另外,還應(yīng)注意儀表的使用環(huán)境要符合要求,要遠(yuǎn)離外磁場(chǎng)。