电气测量技术-第二章
《电工技术》教学课件 第二章 交流电路 知识点15：功率因数及提高方法-教学文稿
比；我们把cos 称为功率因数，用符号λ表示。
无源二端电路网络的功率因数
6
二、知识准备
1.功率因素
λ cos P
S
称为功率因数角，即阻抗角。
功率因数体现了有功功率在视在功率中占有的比例。
7
二、知识准备
1.功率因素
例2.10 某一个生活小区与一小型工厂满负荷运行时都需要消耗100kW的 功率，但生活用电电网与工厂用电电网的功率因数不同，若生活用电电网的功 率因素为 λ1 0.9；而工厂电网的功率因素为 λ 2 0.5；计算每台变压器的容量 是多少？
2π f U 2
2 3.14 50 2202
上式中 1 arccos 0.5 60 0 , 2 arccos 0.9 25.80
19
五、归纳总结
通过本节的学习，使大家了解并掌握了功率因数、提高功率因数的方法。
20
高等职业教育数字化学习中心
电气自动化技术专业教学资源库
谢 谢！
21
高等职业教育数字化学习中心
电气自动化技术专业教学资源库
电单工电击子此技处术 编辑母版标题样式
主 讲： 刘妍
单击此处编辑母版标题样式
讲授内容
知识点
项目二：交流电路
功率因数及提高方法
2
目录
01 02 03 04 05
明确任务：电路中的功率因素 知识准备：功率因素及提高功率因素的方法 操作训练：日光灯电路的功率测量 知识深化：提高电源的功率因素 归纳总结
电感性电路并联电容进行无功功率补偿前后的功率因数角与电容器容量
之间存在以下关系：
C
P(tg1 tg2 ) 2π f U 2
电气绝缘测试技术
第一章 绝缘电阻（率）的测量§1―1 概述一、定义：绝缘电阻R=U/I体积绝缘电阻 Rv=U/Iv 表面绝缘电阻 Rs= U/IsRv ∥RsRv=【d （厚度）/A （面积）】ρv （体积电阻率） ρv 单位：Ω．m ρv=E/j —电流密度（A/m 2） ρv=1/ν—电导率，用来表征材料 ρs= E/j 单位：Ω性能：用绝缘电阻表征绝缘结构性能 二、影响绝缘电阻率ρv 的因素1. 温度 ：T →R （ρv ） （离子电导为主体） 2. 湿度：δ（%） →R （ρv ）3. 电场E ，一般R （ρv ）与E 无关（线性材料） 高场强是 E →R （ρv ） （非线性材料）4. 辐射：剂量 →R （ρv ）5. 交联：无影响 ，高温下交联击穿强度高 标准测试条件： T ：23+2℃ δ（湿度）：50+5% 测试前预处理（正常化） T ：23+2℃ δ（湿度）：50+5% t ：24小时消除辐照、湿度影响、机械应力预处理的目的：消除试品经历的历史条件不同对测试结果的影响§1―2试样与电极系统 一、试样固体（绝缘电阻） 片状 管状一般采用片状，大于电极7mm 以上，厚度不大于4mm （最好在0.5~2mm ） 二、电极系统 ㈠ 三电极系统大电阻测量的本质是微电 流测量。
㈡ 二电极系统 常用于薄膜测量㈢ 三电极的优点① Iv 、Is 分开，实现体积电流测量（Rv ）② 消除电极边缘效应，可使被测部分近似为均化电场 ㈣ 电极尺寸测量极直径：50mm特定环境下用25mm 高压极直径：74mm 特定环境下用54mm保护间隙：2mm 保护极尺寸：10mm C=ε0εrh A R=ρv Ah（A 电极面积） 已知：A 、h 、Rv 、D1，g ，求ρvρv= Rv h4g D 2π）（+三、电极材料选择材料的原则： 1. 导电性好2. 与被测材料紧密接触3. 化学性能稳定，不和被测才来哦发生化学反应4. 经济、操作方便 可用电极材料： 1. 银漆、银膏 2. 蒸镀（铝、铜、金） 3. 铝箔 4. 导电橡胶§1—3 直接法测量绝缘电阻 Rx=U/Ix →U 已知，测Ix 求Rx一、兆欧表：直流电源+流比计（P13 图1-12） а=f （2I 1I ）=f （R1Rx 2R +） 流比计的特点：а与电压大小无关，使用于现场施工 二、检流法（P14 图1-13）① 校正检流计 ② 读出偏转角 R=аK Un n=IxIg— 分流比，K —仪表常数，а—检流计偏转角 U=1000V Imin=10-10 A R=1013Ω 适用于工厂产品测试三、高阻计法（P15 图1-15） Rx=IpSRnU，Rn 最大1012Ω，放大器输入阻抗>1014Ω。
《电工技术基础与技能》第二章电路的基础知识与基本测量习题(答案)
第二章电路的基础知识与基本测量2.1电路与电路图填空题1．电路是指 所经过的路径。
最简单的电路是由 、 、 和 组成。
2.画出以下各电气设备的图形符号（1）电灯 ，（2）接地 ，（3）电阻3.电路通常有________、________和________三种状态。
电路中不允许短路。
电流，电源、负载、导线、控制和保护装置通路、断路、短路选择题1、电源在电路中的作用是（ ）。
A 、将电能转化为其它形式的能B 、为电路提供保护C 、形成电流的通路D 、为电路提供能量D2、电路中安装熔断器，主要是为了（ ）。
A 、短路保护B 、漏电保护C 、过载保护D 、以上都是A判断题1、 电路在开路状态下，负载可能会损坏。
（ ）2、 负载是提供电能的装置。
（ ）××2.2电流及其测量填空题1．习惯上规定 电荷移动的方向为电流的方向。
的大小用电流强度来表示，其定义是单位时间内通过某一横截面的电荷量，电流强度的公式为I= 。
电流的单位是 。
2．1min 内通过导体的电量是12c ，流过导体的电流是 A ，若导体两端电压是8v ，该导体的电阻为 Ω。
3. _____________是一种测量交流电流的专用仪表，其最大特点是可以在不断开线路的情况下测量电路的电流。
正，电流；tq ，A0.2，40钳形电流表选择题1、一般家用电器的工作电流为（）A、100AB、0.3~0.6AC、2µAD、0.01 mA2、以A作单位的物理量是（）A、电量B、电场强度C、电流D、电压3、电流的基本单位是（）。
A、安秒B、安培C、库仑D、瓦特4．如图所示，直流电流表接线图，正确的是（）。
BCBC判断题1、电流是由电荷有规则的定向移动形成的。
（）2、电流超过额定电流或低于额定电流，用电器具都不能正常工作。
（）3、导体中电流的方向与电子流的方向一致。
（）√√×2.3电压及其测量填空题1．单位换算：150Ω= KΩ 150mA= A , 0.008v= mV2、电路中任意两点间的电压等于之差即UAB= 。
《电工技术》教学课件 第二章 交流电路 知识点11：RLC并联交流电路的分析(一)-教学文稿
图2.11.3 RLC并联电路相量图
. U R L . I C B=B L C . I . I . U R L . I. I ' Ψ C B<B C L L .. . I I I + C . I . U . I R L . I ' Ψ C B>B C LL .. . I I I + C . I
式中，Y称为复导纳（简称导纳），实部是电导G，虚部是B=BC-BL，称
为电纳，单位均为西门子（S）。
Y=G+j(BC-BL)=G+jB
6
二、知识准备
将Y写成指数形式，则 Y G2 B2 arctan B Y ' G
式中，导纳模 Y G2 B2 ，单位为西门子（S）， 导纳角 ' arctan B G 导纳模|Y|、G、B构成导纳三角形如图2.11.2。
图2.11.4电路图
12
. U R .I . I C . I
三、操作训练
•
解：以电压 U 为参考相量，画出相量图如图2.11.5所示，
图2.11.5 相量图
13
三、操作训练
由相量图可见，
•
IR
•
、I C
和
•
I
组成直角三角形，故可得：
I IR2 IC2 62 82 10A
故电流表A的读数为10A。
19
高等职业教育数字化学习中心
电气自动化技术专业教学资源库
谢 谢！
20
•
•
IR
U R
•
GU
•
•
•U U
•
IL
jL
jX L
电气测量技术-教案
2013.02.26
12
电气测量技术
1、测量
2、测量：被测量 电气参数 电器特性
3、测量：标准量 基准 量具 电学量具
4、测量：测量过程 三个阶段 三要素 测量处理
➢ 测量方法 作业：1）查阅参考资料
2）组建团队，构思 Project。
2013.02.26
1
电气测量技术
1、应变测量系统的应用
2、应变传感器
R 金属电阻应变片 R
x t
x 2f cos(2ft)
x
1LSB
uref 2n
f
1 2n1
2013.02.26
4
电气测量技术
应变测量系统设计-参数设计
1、参数设计
传感器
ΔU
调理电路 U0
数据采集系
➢ 应变传感器参数：1000 欧姆
统
➢ 调理电路：单臂桥、差动半桥、差动全桥、电流或电压、有源？
➢ 根据指标：（20000µε、1µε），求调理电路输出电压ΔU
➢ AD 转换位数、极性、转换速度(ADS1118.pdf)
➢ 设计放大电路参数(AD623.pdf)
2、衡量指标
1）静态指标：
➢ 零位（偏置电压 OFFSET）
➢ 灵敏度
➢ 分辨率
➢ 量程与范围
➢ 迟滞
➢ 重复性
➢ 线性度
➢ 准确度
➢ 可靠性
2013.02.26
5
电气测量技术
➢ 稳定性和影响系数
➢ 随机误差分布特征
➢ 正态 ➢ t 分布 ➢ 均匀分布
➢ 随机变量特征参数
➢ 数学期望 ➢ 方差/标准差
➢ 随机误差的估计
➢ 算术平均值原理 ➢ 标准偏差估计
电气测量技术 基础知识
相对误差
绝对误差△与被测量实际值A0比值的百分 数，叫做相对误差γ，即
100 % A0
一般情况下实际值A0难以确定，而仪表的 指示值Ax≈A0，故可用以下公式计算
100 % Ax
［例］
已知甲表测量200V电压时△l＝+2V，乙 表测量10V电压时△2＝+1V，试比较两表的相 对误差。 解：甲表相对误差为
1 2 1 100 % 100 % 1% A01 200
典型仪表：比较式直流电桥
比 较 式 直 流 电 桥
第五章 电路参数的测量中讲
数字仪表digital instrument
数字仪表的特点：采用数字测量技术，并 以数码的形式直接显示出被测量的大小。 数字仪表的分类：常用的有数字式电压表、 数字式万用表、数字式频率表等。
典型仪表：数字式电压表
曹冲称象
曹冲（196—208），字仓舒，谥号邓哀王，东汉末年 沛(pèi)国谯(qiáo)(今安徽毫(bó)州市)人。是曹操的 三儿子，由曹操的小妾环夫人所生。曹冲从小聪明仁 爱，与众不同，深受曹操喜爱。建安十三年（公元208 年），曹冲病重不治而去世，年仅十三岁。
比较测量法的优缺点
优点：准确度高。
缺点：由于仪表接入被测电路后，会使电路工 作状态发生变化，因而这种测量方法的准确度 较低。
举例：电流表测量电流，电压表测量电压，功 率表测量功率等。
电气测量作业
第一章 第二章1、消除系统误差有哪些常用试验方法？2、分别写出测量值在各种情况下的数学期望和方差。
各有什么含义？3、测量误差（系统误差、随机误差）对测量结果有何影响？4、描述测量正确度、精密度和准确度的含义。
5、如何用有限次测量结果估计被测量的数学期望和标准偏差？6、对某信号源的频率测量8次，数据如下1000.82 1000.79 1000.85 1000.84 1000.78 1000.91 1000.76 1000.82 求测量结果数学期望和标准偏差的估计值。
7、分别写出y=f(x1,x2,…,xn)的绝对误差传递公式和相对误差传递公式。
8、测量误差分配原则主要有哪些？ 9、如何选择最佳测量方案？10、被测电压的实际值在10V 左右，现有150V 、0.5级和15V 、1.5级两块电压表，选择哪块表测量更合适？11、如何对直接测量数据（测量列）进行处理？ 12、如何利用拉依达准则剔除测量结果中的坏值？13、读懂讲义中关于误差合成及最佳测量方案选择的例子 1、消除系统误差有哪些常用试验方法？2、分别写出测量值在各种情况下的数学期望和方差。
各有什么含义？3、测量误差（系统误差、随机误差）对测量结果有何影响？4、描述测量正确度、精密度和准确度的含义。
5、如何用有限次测量结果估计被测量的数学期望和标准偏差？6、对某信号源的频率测量8次，数据如下1000.82 1000.79 1000.85 1000.84 1000.78 1000.91 1000.76 1000.82 求测量结果数学期望和标准偏差的估计值。
7、分别写出y=f(x1,x2,…,xn)的绝对误差传递公式和相对误差传递公式。
8、测量误差分配原则主要有哪些？ 9、如何选择最佳测量方案？10、被测电压的实际值在10V 左右，现有150V 、0.5级和15V 、1.5级两块电压表，选择哪块表测量更合适？11、如何对直接测量数据（测量列）进行处理？ 12、如何利用拉依达准则剔除测量结果中的坏值？13、读懂讲义中关于误差合成及最佳测量方案选择的例子。
电工技术基础与技能ppt单元2 直流电路
注意：电压表一定要并联
知识拓展
400v以下为低压，1000v以上为高压。 测电笔只可用于低压，高压不可用。 强电指400v以下，36v以上；弱电指36v以下。 强电有生命危险，弱电一般无危险。
电动势
三、电动势 1、定义：在电源内部，非静电力把正电荷从负极搬 运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值叫做电源 的电动势，用E表示。 W
B
也可用电压符号加下标来表 示电压方向，如 U AB 表示 该电压的方向是从A指向B。
电压的参考方向：进行电路分析时，假定电压的方向。 若计算出的电压值为正值，则表明电压的真实方向与 参考方向一致；计算出的电压值为负值，则表明电压 的真实方向与参考方向相反。
电压的测量
测量电压常用的仪表是电压表和万用表的电压挡。
使用最多的标注方法
电阻的标注
例 题
例：识别某四环电阻电阻： （棕绿红金）
解 ：第一位有效数字：1； 第二位有效数字：5； 第三位10的2次方（即100）； 第四位允许误差为5% 即阻值为：15〓100=1500Ω=1.5kΩ
新型电阻器
压敏电阻
湿敏电阻
光敏电阻
汽敏电阻
正温度热 敏电阻
负温度热 敏电阻
第二章 直流电路
学习内容 学习内容
电路的组成与电路模型 电路的基本物理量
基尔霍夫定律 电压源与电流源
电阻
欧姆定律及其应用
戴维宁定理
叠加定理
电路的组成与电路模型
观察与思考:
在装有声控节能开关的走廊里，我们一拍 手，灯就亮了，是谁在控制灯的亮灭？
电路的定义与组成
一、电路的定义与组成 电路就是电流通过的路径。它是由一些电气设备和元器 件按照一定方式连接而成的闭合回路
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一节 磁电系测量机构(续)
二、工作原理 位于永久磁铁的磁场中的可动线圈中有电流流过时，动圈与磁场 相互作用，产生一定大小的转动力矩，从而使指针产生偏转。同时， 与动圈连接在一起的游丝因动圈偏转发生变形，产生反抗力矩。反抗 力矩增加到与转动力矩相等时候，活动部分最终停留在相应位置，而 仪表的指针则在标尺上指示出被测量的数值。
研究被测电流I与偏转角α关系：
每根导体电磁力：f=BIL N匝线圈组成的整个动圈上的作用力： F=NBIL 作用在动圈的转动力矩：M=2Fb/2 =BINLb=BINA 指针偏转角为α， 游丝产生的反抗力矩：Ma=D α D为游丝的反作用系数
第一节 磁电系测量机构(续)
当指针在某一平衡位置静止时，M=Ma， α=（BAN/D)I=SI S为磁电系测量机构的灵敏度。 由此可以看出，磁电系仪表可用于测量电流，以及与电流有联系 的其它物理量。偏转角α与留过动圈电流I成正比，标尺刻度的均匀的。
第二节 磁电系仪表(续)
四、欧姆表 1.工作原理
表头 + R b Rx
Rx 0，I 0 U Ic Rc R U Rc R Rx
U a
接入被测电阻 Rx , I
SI
SU Rc R Rx
1)端电压U保持不变时，被测电阻Rx与表 头指针偏转角大小一一对应，标定表 头标尺，可以直接测量电阻。 2)被测电阻Rx越大，I越小，α越小。 Rx=∞，I=0，表头指针在零位；被测 电阻在0~ ∞变化，表头指针在满刻度 和零位之间变化，标尺为反向刻度。 工作电流与被测电阻不成正比关系， 标尺刻度不均匀。 3)欧姆表总内阻RM=Rc+R, RM称为中值电 阻， Rx= RM时，流过测量机构的电流 为IC /2,仪表指针偏转到满刻度的一半， 此时刻度值为RM 。 欧姆表刻度盘左半段0~ RM时的电阻值刻 度甚密，为了便于读数，选用合适量 限欧姆表，使指针偏转到易读数的中 段。
第二节 磁电系仪表(续)
I1 U U , I2 Rx Rc RU M 1 I1 f1 ( ), M 2 I 2 f 2 ( ), M 1 M 2时，指针停在平衡位置 I1 f1 ( ) I 2 f 2 ( ) I1 f 2 ( ) f ( ) I2 f1 ( ) I1 f I 2 RU f R R f ( Rx ) c x
第二节 磁电系仪表(续)
2.零欧姆调节器
表头 + R b Rp Rx U a
实际电源U端电压会逐渐降低，使表头 电流减小，即使Rx= 0,表头指针不在 满偏刻度，给测量结果带来误差。 为消除该误差，引入零欧姆调节器调节 器Rp，调节Rp，使Rx= 0时表头指针 指在欧姆标尺上的0位。 在实际测量中，每次使用欧姆表测量电 阻前，首先进行调零。
U Rc S
Rc Rc R di1 + 2A R di2 1A I I 1 2 2 1
+
+
Ic U Rc R Ic= α=
Ic= U Rc Ic Rad
U Rad + Rc
Rc U
R 需要量限扩大m倍时，附加电阻 (Rad+Rc)Ic=U=mRcIc Rad=(m-1)Rc
第二节 磁电系仪表(续)
3.多量限欧姆表 为了适应不同数值电阻的测量，欧姆表常常制 成多量限。如： R×1， R×10， R×100， R×1k， R×10k， 电阻测量值=标尺读数×电阻倍数
第二节 磁电系仪表(续)
五、兆欧表
兆欧表又称摇表，主要用于测量绝 缘电阻。 绝缘性能越好，绝缘电阻越大， 绝缘电阻单位一般是MΩ。 兆欧表有两部分组成： 磁电系比率表 手摇发电机：容量虽小电压 很高 直流电压 兆欧表转动力矩和反抗力矩均由电 磁力产生。
第二节 磁电系仪表
一、磁电系电流表
1.单量程电流表 被测电流I与测量机构电流Ic关系如上 磁电系测量机构本身不能流过大电流， 所示。 为了测量较大电流，扩大量限，采 用分流电阻。
RC为测量机构内阻，Rdi为分流电阻。
当测量机构量限扩大n倍时，所需分流 电阻计算如下： I=nIc
IcRc= Ic=
RdiRc I Rdi + Rc R di Rdi + Rc
第二节 磁电系仪表(续)
六、整流系仪表 磁电系测量机构只能直接测直流电 流。正弦交流时，与整流元件 配合变成单向脉动电流，可完 成测量。 I 1 T 2 1半波整流式仪表 I ' 2 I m sintdt m I 0.45I 0
T I
2
I
I ' 2.22I ' , SI '
电工测量仪表中问世最早，用于直流电路中的测量，加上整 流器后可以测量交流电路中的电压电流等。
第一节 磁电系测量机构
一、结构 磁电系测量机构：利用永久磁铁的磁场，对载流线圈产生作用的原理制 成。有两部分组成：固定部分；可动部分。 固定部分： 永久磁铁、极掌、固定在支 架上的圆柱形铁心 可动部分： 动圈、转轴、平衡锤、游丝 及指针 转动力矩：磁场对载流线圈 的作用力 反抗力矩：游丝 阻尼力矩：铝框
手摇发电机电压与手摇速度有关，可能导致不稳定。但是由于比率表 读数取决于两个动圈电流比值，最终平衡时，仪表指针偏转角不变。 兆欧表最终的指针偏转角与Rx有关，且兆欧表的标尺刻度也是反向刻度， 且不均匀。
第二节 磁电系仪表(续)
兆欧表的使用 1）选择 额定电压：手摇发电机开路电压 测量范围 2）测量前的准备 切断被测设备电源 擦干被测物表面 检查兆欧表 ：开路时无穷大；短接在0处 3）注意事项 接线方法 L,E,G接线柱 摇速 额定转速120r.min-1 读数
RdiRc I IcRc= Rdi + RcR Ic= R di I
di = 1 Rdi + Rc n Rc n-1
= 1 Rdi + Rc n R di = Rc n-1
R di
Rdi + Rc R di = I
第二节 磁电系仪表(续)
二、多量程电流表 同一个电测量仪表中采用不同大 小的分流电阻，便可以做成不同 量限的多量程电流表。 三、磁电系电压表 1.单量程电压表
第一节 磁电系测量机构(续)
磁电系仪表没有专门阻尼器，阻力力矩利用绕有线圈的铝框产生。 当铝框在磁场中运动时，闭合的铝框切割磁力线产生感应电流ic， ic与磁场相互作用产生阻尼力矩Me，Me方向与铝框运动方向相反，使 指针较快地停在平衡位置上。 磁电系仪表注意事项： 1.高灵敏度磁电系仪表，运输移动过程中防止可动部分摆动。 2.磁电系测量机构额定电流小，不能直接测量大电流。 3.磁电系测量机构只能测量直流电路。 磁电系测量机构的磁路形式： 外磁式 磁场最强 最耗磁性材料 内磁式 磁场最弱 最省磁性材料 内外磁式 介于两者之间
2 2 I ' ' 1.11I ' ' , SI ' '
ห้องสมุดไป่ตู้
2全波整流式仪表
第三节 磁电系仪表主要技术参数
优点： 准确度高 灵敏度高 仪表内部消耗功率小 刻度均匀 缺点： 只能用于直流测量 过载能力小 结构复杂、成本较高
第四节 磁电系仪表常见故障及处理
常见故障及处理方法见表2-1
二、磁电系电压表 2.多量程电压表
Rad3 Rad2 Rad1 Rc Ic
U3
U2
U1
-
三、磁电系检流计 磁电系直流检流计，用来检测 微小电流的仪表，常常用来 检查电路中有无电流通过。 分为指针式和光点式。 提高灵敏度采区的措施
第二节 磁电系仪表(续)
1.磁电系检流计结构
动圈由悬丝悬挂，悬丝的作用是用来产生反抗力矩和引入待检电流。 反射小镜指示活动部分的偏转。 2.技术特性： 1)灵敏度 S=Δα/ΔI=α/I 分格/安培 2)电流常数 C=1/S =I/α安培/分格 3)运动特性、自然振荡周期和阻尼时间 4)检流计的正确使用
电工测量技术
电工测量 基础知识 磁电系仪表 电磁系仪表 电动系仪表 感应系仪表 直流电位差计 万用表 电阻测量表 互感器 数字仪表 智能仪表 安全用电
《电工测量技术》张若愚主编 中国电力出版社 2007年
第二章 磁电系仪表
第一节 磁电系测量机构 第二节 磁电系仪表 第三节 磁电系仪表的主要技术特征 第四节磁电系仪表常见故障及处理