若待测电阻R的阻值较小,采用外接法测出的阻值较为准确,误差较小;若待测电阻R阻值较大,采用内接法测出的阻值较为准确。
(1)采用外接法时
电流表中示数应是流过R的电流IR和通过电压表电流IV之和,即I=IR+IV,则R=U/I=U/(IR+IV)
引起误差的原因是电流I中增加了伏特计的分流电流IV,结果使测得的R数值比实际值要小些。但一般伏特许的内阻RV较大,大约在几千欧姆左右,如果待测电阻R比电压表内阻RV小得多,即R〈〈RV,则根据并联分流的性质,通过电压表的电流IV很小,可以忽略不计,认为I= IR,因此测量结果较为精确。
相对误差为:
电压表的内阻越大,相对误差越小。
(2)采用内接法时
电压表示数U等于R两端电压UR和电流表两端电压UA之和U=UR+UA,即,则
引起误差的原因是电压U中增加了电压表分压电压UA,结果使测得的R值比实际值要大些。如果待测电阻R的阻值比电压表的内阻RA大得多,即R》》RA,根据分压性质,UA可以忽略不计。认为U= UR,测出的结果较为精确。
相对误差为:
可见电流表的内阻越小,相对误差越小。
待测电阻的阻值大小是相对于所用仪表的内阻来说的。量程大的电流表内阻小,量程小的内阻大;量程大的电压表内阻大,量程小的内阻小。但量程大的电表每小格表示的安培数或伏特数较大,对于很小的电流和电压读不出较准确的值来。
在测量电流与电压时,正确地选择和使用电流表和电压表,不仅直接影响测量结果的准确程度,而且还关系到操作者的安全以及仪表的使用寿命。即全面又有所侧重地进行选择。
1、选择仪表类型
若要测量直流电流、电压,应选择磁电系仪表。测量交流电流、电压时,应选择电磁系或整流系仪表。当要求准确度较高时,则可选择电动系仪表。如要求交、流两用时,可选择交、直流两用的电磁系仪表;在要求准确度较高的场合可选择电动系仪表。
2、选择仪表准确度
作为标准表或精密测量时,可选用0.1级或0.2级的仪表;实验室可选用0.5级或1.0级的仪表;一般的工程测量可选用1.5级以下的仪表。
与仪表配合使用的附加装置,如分流电阻、分压电阻、仪用互感器等,其准确度等级应比仪表本身的准确度等级高2~3挡,才能保证测量结果的准确度。
3、选择仪表内阻
仪表接入被测电路后,应尽量减小仪表本身的功耗,以免影响电路原有的工作状态。因此,选择仪表内阻时要满足:电压表内阻应尽量大些;电流表内阻应尽量小些。
4、选择仪表量程
在实际测量中,为使测量误差尽量减小,且保证仪表的安全,应根据以下原则选择电流表和电压表的量程:
①所选量程要大于被测量;
②把被测量范围选择在仪表标度尺满刻度的三分之二以上范闱内;
③在无法估计被测量大小时,应先选用仪表最大量程测试后,再逐步换成合适的量程。
5、选择仪表的工作条件
凡是实验室使用的仪表一般选择便携式仪表;开关板或电气设备面板上的仪表应选择安装式仪表。对于环境温度、湿度、外界电磁场等条件有特定要求时,应按其要求进行选择,以尽量减小仪表的附加误差。
6、选择仪表的绝缘强度选择仪表时,根据被测电路电压的高低,来确定仪表及附加装置的绝缘强度,以免发生危害人身安全及损坏仪表的事故。
钳形电流表是由电流互感器和电流表组合而成。电流互感器的铁心在捏紧扳手时可以张开;被测电流所通过的导线可以穿过铁心的被测电路导线就成为电流互感器的一次线圈,其中通过电流便在二次线圈中感应出电流。
通常用普通电流表测量电流时,需要将电路切断停机后才能将电流表接入进行测量,这是很麻烦的,有时正常运行的电动机不允许这样做。此时,使用钳形电流表就显得方便多了,可以在不切断电路的情况下来测量电流。
使用钳形电流表时应注意的问题
(1)由于钳形电流表要接触被测线路,所以测量前一定检查表的绝缘性能是否良好。即外壳无破损,手柄应清洁干燥。
(2)测量时,应带绝缘手套或干净的线手套。
(3)测量时,应注意身体各部分与带电体保持安全距离(低压系统安全距离为0.1~0.3 m)。
(4)钳形电流表不能测量裸导体的电流。
(5)严格按电压等级选用钳形电流表:低电压等级的钳形电流表只能测低压系统中的电流,不能测量高压系统中的电流。
(6)严禁在测量进行过程中切换钳形电流表的档位;若需要换档时,应先将被测导线从钳口退出再更换档位。
通常应用普通电流表测量电流时,需要切断电路将电流表或电流互感器一次侧串联到被测电路中。而使用钳形电流表进行测量时,则可以在不切断电路的情况下进行测量。
其工作原理如下:钳形电流表由电流互感器和电流表组成。互感器的铁芯有一个活动部分,并与手柄相连,使用时按动手柄使活动铁芯张开。将被测电流的导线放入钳口中,松开手柄后使铁芯闭合。此时通过电流的导线相当于互感器的一次绕组,流表是接在二次绕组的两端,因而它所指示的电流是二次绕组中的电流,此电流与工作中的电流成正比。所以将归算好的刻度作为反映一次侧的电流量,当导线中有电流通过时,与二次绕组相连的电流表指针便按比例发生偏转,从而指示出被测电流的数值。
钳表其外形与钳子相似,使用时将导线穿过钳形铁心,因此称钳形表或钳形电流表,是电气工作者常用的一种电流表。用普通电流表测量电路的电流时,需要切断电路,接入电流表。而钳表可在不切断电路的情况下进行电流测量,即可不停电测量电流,这是钳形电流表的最大特点。由于测量电流方便,被广泛使用。
钳形电流表般可分为磁电式和电磁式两类。 用来测量工频交流电的是磁电式,而电磁式为交、直流两用式。除此之外还有一种数字式钳形电流表,它具有读数直观、准确度高、使用方便等优点,同时它还具有一般数字万用表的交直流电压、电阻、二极管的测量功能。
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