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（精）第三章_功率和电能的测量.ppt 50页
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第三章功率和电能的测量（1）驱动元件产生转动力矩的元件，包括固定线圈和可动铝盘。（2）制动元件制动力矩由永久磁铁3与铝盘4组成。永久磁铁产生的制动力矩方向总是与转动力矩方向相反。（3）积算机构用来计算电能表铝盘的转数，以实现电能的测量和积算。二、交流单相电能表的工作原理电压线圈通入交流电压之后，产生两部分交变磁通，穿过铝盘的部分ΦU称为工作磁通，不穿过铝盘而自行闭合的部分Φf称为非工作磁通。调节Φf的大小可以改变ΦU与电压U的相位差。电流线圈通入负载电流后，产生交变磁通ΦI，ΦI二次穿过铝盘，分别标以。交变磁通ΦU、穿过铝盘，分别感应出涡流。磁通与涡流之间相互作用产生的电磁力矩，驱使铝盘转动。交变磁通ΦU、,不但它们所处的空间不同，而且交变的初相也不同。两者结合起来就形成了所谓“移进磁场”。移进磁场的移进方向是从相位超前的磁通位置移向相位滞后的磁通位置，这也是驱动铝盘移动的方向。1.铝盘的驱动力矩作用在铝盘上总的平均力矩为铝盘所受总力矩不仅与磁通ΦU及ΦI有关，且必须保证ΦU与ΦI不同相，否则铝盘将不转动。设负载为感性，功率因数角为。在磁路不饱和时，ΦU将正比于IU，IU又与U成正比，故有ΦU=KU。电能表铝盘力矩与负载功率成正比，但应指出若条件不能满足，上式就不成立。ΦI正比于负载电流I，即ΦI=KI。满足上述电能表理想条件，则**第一节功率和电能的测量方法一、直流功率的测量1.用电流表和电压表测量直流功率直流功率的计算式为可以通过测量U、I值间接求得。RAVURVUA电压表接在靠近电源一端电压表接在靠近负载一端2.用功率表测量直流功率用电动系功率表直接测量。3.用直流电位差计测量直流功率准确度比较高，可用来校验功率表，或作为功率的精密测量之用。4.用数字功率表测量直流功率二、单相交流功率的测量1.用间接法测量单相交流功率在交流电路中，有功功率无功功率视在功率S可以通过测量U、I值间接求得。P可以通过测量U、I、cosφ值间接求得。将S和P的测量结果，代入公式即可求得无功功率Q。2.用功率表测量单相交流功率电动系功率表既可作为直流功率表，也可以作为交流功率表。磁电系仪表也可以作为功率表，但需与变换器配合构成所谓变换式功率表。三、三相功率的测量三相有功功率可以用单相功率表，分别测出各相功率，然后求其总和，即所谓三表法。完全对称的三相制，也可以用一表法。三相三线制，也可以用二表法。三相无功功率可以采用间接法测量。四、电能的测量测量电能普遍使用电能表，直流电能表多为电动系，交流电能表一般用感应系和静止式电子电能表。也可以采用间接法测量电能。第二节电动系功率表一、工作原理电动系功率表有两个线圈：固定线圈1与负载串联，以反映负载的电流；可动线圈2串接一定的附加电阻，然后与负载并联，以反映负载的电压。如果功率表接在直流电路上，则式中，R2为可动线圈的电阻和附加电阻Rad之和，称为电压线路电阻。指针偏转角与两线圈电流乘积成正比，即如果功率表接在交流电路上，并假设附加电阻Rad较大，则指针偏转角：式中U、I—交流电压与交流电流有效值。二、功率表量程的扩大改变电流量程，通常可将固定线圈接成串联或并联。改变电压量程一般加附加电阻，功率表的附加电阻多数为内附式多量程结构。交流功率表扩大量程则多利用互感器。三、功率表的正确使用1.功率表的正确接线电动系仪表的力矩方向与两线圈的电流方向有关。为此要规定一个能使指针正向偏转的电流方向，即功率表接线要遵守“电源端”守则。接线时要使两线圈的“电源端”接在电源的同一极性上，以保证两线圈电流都能从该端子流入。2.量程的选择功率表量程包括功率、电压、电流三个因素。功率量程表示负载功率因数cosφ=1，电流和电压均为额定值时的乘积。若cosφ&1，即使电流和电压均达到额定值，功率也不会达到额定值。功率表量程的选择，实则就是选择电流和电压的额定值。3.功率表的读数功率表的标尺上不注明瓦特数，只标分格数。被测功率数值的大小，需用功率表常数进行换算，而不能直接从标尺上读取。功率表常数C，表示每一分格的瓦数式中UH—所接量程的电压额定值；IH—所接量程的电流额定值；αm—功率表标尺的满刻度格数。被测功率的瓦数α—指针偏转格数4.正确接线的选择电流线圈的电流等于负载电流电压线路两端的电压为负载电压U与电流线圈压降之和，即式中RWA—电流线圈的电阻功率表的读数为式中P—负载的功率I2RWA—电流线圈消耗的功率这种电路适用于RWA&&R，即负载电阻较大的场合。电流线圈的电流为负载电流与电压线路电流之和，即电压线路两端的电压等于负载电压式中RWV—电压电路的电阻功率表的读数为这种电路适用于RWV&&R，即负载电阻较小的场合。第三节低功率因数功率表普通功率表满偏转的条件是：外加电压和电流达到额定值，功
正在加载中，请稍后...> 【答案带解析】家用电器工作时的电压往往达不到额定电压，致使实际功率小于额定功率．小明在家做了如...
家用电器工作时的电压往往达不到额定电压，致使实际功率小于额定功率．小明在家做了如下实验：首先，查看自己家的电能表，表上标有“1920r/kWoh”字样；随后，关闭了家中所有用电器，只让一只标有“220V、1210W”的电水壶盛满水持续工作，与此同时，观察到电能表转盘3分钟转过96圈，设电水壶中的电阻丝阻值保持不变，求：（1）电水壶中的电阻丝阻值R；&（2）电水壶3分钟消耗的电能W；（3）小明家此时的实际工作电压U实．
（1）已知额定电压220V，额定功率是1210W，由R=就可以求出电水壶的电阻；
（2）1920r/kWoh所表示的物理意义：1920r/kWoh表示的是电路中每消耗1kWoh的电能，电能表的转盘转1920r，或者表示电能表每转1r，电路中消耗kWoh的电能，即可求出转盘转了96r电路中消耗电能W；
（3）根据（2）中消耗的电能和需要的时间，可就算出实际功率，又知电水壶的电阻，根据公式U实=求...
考点分析：
考点1：电能表参数的理解与电能的求法
【知识点的认识】（1）参数的理解：220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；10（20）A：表示该电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A；50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；600revs/kW?h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW?h的电能，电能表上的转盘转过600圈．（2）电能的求法：①测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；②测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能．【解题方法点拨】（1）要熟记电能表上各各参数的详细含义．（2）利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW?h，记住单位之间换算关系：1kW?h=3.6×106J．【命题方向】电能的单位及换算、电能表的读数及其所有参数的含义、电能的求法是学习考查的重点，学习时要注意与日常生活结合起来，特别是电能表的读数是中考命题的热点，常与生活中缴纳电费的问题结合在一起进行计算．
考点2：电功率的计算
电功率的计算公式：
1. 定义式：P=W/t
2. 常用公式：P=W/t=UIt/t=UI，即P=UI
并、串联电路的总功率：
1．并联电路的总功率
因为P1=I1U，P2=I2U
P=IU=（I1+I2）U=I1U+I2U，所以P=P1+P2
即并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和。
并联电路电功率的分配：
因为P1=I1U，P2=I2U，
又因为，所以
即并联电路中，电功率的分配跟电阻成反比。
2. 串联电路的总功率
因为P1=I1U，P2=I2U
P=IU=（I1+I2）U=I1U+I2U，所以P=P1+P2
即串联电路中总功率等于各串联电器的电功率之和。
串联电路电功率的分配：
因为P1=I1U，P2=I2U
又因为，所以
灯泡铭牌问题
“铭牌问题”是电功率知识与实际生活相结合的热点问题，做这类题目时，首先要读懂用电器的“铭牌”。
如图：灯泡上的铭牌。“PZ”是“普通照明灯泡”中 “普”和“照”的汉语拼音的第一个字母，表示灯泡的型号。另外可知：U额=220V，P额=25W。
例：甲、乙两灯泡分别标有“220V 40W”和 “110V 40W”字样，将它们串联起来接入220V电路中，比较两灯的亮度，则( )
A．甲灯亮B．乙灯亮 C．一样亮D．无法判断
解析：灯的亮度决定于灯的实际功率，串联时电流相同，根据P=I2R，电阻大的实际功率大，灯更亮一些。根据有。，R乙=，所以，甲灯更亮一些。
公式法计算电功率：
这是电功率的定义式，此公式适用于各种用电器和电路。
这是电功率的决定式，即电功率是由用电器两端的电压和通过它的电流之积来决定的。此公式适用于所有电路，它是“伏安法”测小灯泡电功率的理论依据。该公式表明，用电器的实际功率等于实际电压与实际电流的乘积。常常借助于用电器的铭牌用此公式来计算用电器的额定电流，进而计算用电器的电阻；当然这个公式的最大用处还是用来计算各类用电器实际消耗的电功率或电路的总功率。
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