电流表和电压表的区别及应用场景

电流与电压是两个基本的电量。实际中，不仅需要直接测量电流与电压，而且其他电量和非电量也可以通过变换器转换成电流和电压，然后进行测量。因此，电流与电压的测量是电工测量中的基础。而在电流与电压的测量中，主要使用电流表和电压表。

常用的电流表和电压表按其工作原理的不同可分为：磁电式仪表（根据通电导体在磁场中产生电磁力的原理制成）、电磁式仪表（根据铁磁物质在磁场中被磁化后产生电磁吸力或推斥力的原理制成）和电动式仪表（根据两个通电线圈之间产生电动力的原理制成）三类。

磁电式仪表广泛用于直流电流和直流电压的测量。与整流元件配合，可用于交流电流与交流电压的测量；与变换电路配合，可用于功率、频率、相位等其他电量的测量。

电磁式仪表是一种用于测量直流和交流的直读式电工仪表。其测量机构主要是由固定线圈和可动铁心组成。由于它具有结构简单坚固、过载能力强、稳定、造价低廉等特点，所以广泛地应用在安装式和可携式仪表中。

电动式仪表用于交流精密测量及作为交流标准表。与电磁式仪表相比，其最大区别是以可动线圈代替可动铁心，以消除磁滞和涡流的影响，使它的准确度得到提高。另外，电动式有固定和可动两套线圈，可以用来测量像功率这类与两个电量有关的物理量。

1.电流表

电流表按被测量的波形可分为直流电流表和交流电流表，按其测量的范围又可分为千安表、安培表、毫安表和微安表，其外形如图3-1所示。测量线路电流时，电流表必须串入被测电路。为了尽可能减小电流表串入后对被测电路的影响，要求电流表的内阻应尽量小。

（1）直流电流表的接线与使用

直流电流表通常是磁电式仪表。

1）直流电流表的接线。用直流电流表测量直流电流的电路如图3-2所示。接线时，要注意电流的极性，并根据电流表上标出的“+”、“-”接线端子正确连接，使电流从“+”端流进，“-”端流出。由于磁电式电流表的表头内阻一般都很小，一旦误接成并联，将会使仪表烧坏。对于多量程表，使用时应注意将线圈串联或并联起来。

2）分流器的使用。由于直流电流表是磁电式的，仪表线圈导线和游丝的截面积很小，所以只能测量较小的电流。如果测量几十、几百、几千安培的直流电流，就要在电流表上并联一只低阻值电阻（这只电阻就称为分流器），使大部分电流从分流器中通过。这样就扩大了电流表的测量范围。分流器上一般注明额定电压和额定电流。额定电压统一规定为30V、45V、75V、100V、150V、300V。当电流表测量机构的电压量程与分流器的额定电压值相等时即可配用。此时电流表的量程等于分流器上的额定电流值。量程较大的直流电流表一般都附有外附分流器，并在表盘上注有“外附分流器”字样。接线时要检查分流器与电流表表盘所示量程是否相等。如果不相等，就不能使用。附有分流器的直流电流表接线，如图3-3所示。

图3-1 直流电流表的外形

图3-2 直流电流表接线图

图3-3 附有分流器的直流电流表接线

3）注意事项。为了减小接触电阻对分流的影响，外附分流器具有两对接线端钮。粗的一对为电流端钮，串联于被测的大电流电路中；细的一对为电压端钮，通过外附定值导线与测量机构并联。接线时，两对端钮不得接错。外附定值导线与电流表、分流器配套使用。若其长度不够，可用阻值为0.035Ω±0.001Ω的不同长度和不同截面积的导线代替。另外，使用电流表时还要注意电路在换路瞬间可能出现的冲击电流对仪表的损害。如起动电动机时，起动电流往往比工作电流大得多，这时可将串联在电路中的电流表的并联开关短路，待电动机起动完毕后再断开这个并联开关。

（2）交流电流表

在电力系统和供电系统中，测量交流电流的电流表绝大多数是电磁式仪表。

1）交流电流表的接线。交流电流表的测量机构与直流电流表不同，电流表不分极性，其本身量程比直流电流表大，被测负载电流通过表的固定线圈。由于通电部分是固定的，所以线圈可根据被测电流大小来绕制，不必加分流器。仪表本身所能直接测量的电流可达200A，量程越大，线圈匝数越小，线圈导线就越粗。对于多量程的电流表一般采用分段方法，在仪表外部将两段或多段线圈串联或并联。所以在电流表本身量程内，电流表可以直接与负载串联，其接线方法如图3-4所示。

2）电流互感器的作用。在低压线路中，当负载电流大于电流表量程时，无论是磁电式、电磁式或电动式电流表，均可加接电流互感器来扩大量程，其接线方法如图3-5所示。将电流互感器一次绕组与电路中的负载串联，二次绕组接电流表。通常，电气工程上电流互感器的交流电流表的量程为5A，且表盘上的读数在出厂前已按电流互感器电流比标出，可直接读出被测电流值。

图3-4 交流电流表接线图

图3-5 交流电流表经互感器接线图

在高压电路中，电流表的接线方法与图3-5相同，但电流互感器必须是高压的。测量三相交流电流时，电流表接线方法如图3-6所示。(www.xing528.com)

3）注意事项。使用电流表时，要注意电路在换路瞬间可能出现的冲击电流对仪表的损害，交流电流表读数是被测交流量的有效值。

2.电压表

按被测电压波形，电压表可分为直流电压表和交流电压表，其外形如图3-7所示。根据测量范围不同，电压表又可分为千伏表、伏特表、毫伏表和微伏表。用电压表测量电压，必须将电压表与被测电路并联。为了在并入仪表时不影响被测电路工作状态，电压表内阻一般都很大，量程越大，内阻也越大。

（1）直流电压表

直流电压表一般由磁电式直流电流表串联一高阻值电阻组成。

图3-6 测量三相交流电流时电流表的接线图

1）直流电压表的接线。测量直流电路的电源、负载或某段电路两端电压时，电压表必须与被测段并联，并注意电压表的极性。电压表上标有“+”接线柱接被测段的高电位，标有“-”的接线柱接被测端的低电位，如图3-8所示。正负极不得接反，否则指针就会反转，可能把指针打弯。

图3-7 电压表外形图

图3-8 直流电压表接线图

2）附加电阻的使用。若需扩大量程，无论是磁电式、电磁式或电动式仪表，均可在电压表外串联附加电阻分压，所串附加电阻越大，电压表的量程越大。附加电阻一般是内附式，但测量更高电压时，需串联外附式附加电阻。外附式附加电阻是与电压表配套供应的，一般在表盘上注有“外附电阻器”字样。外附电阻器是电压表的附件，没有它表中通过的电流就会很大，可能烧坏仪表线圈。

3）注意事项。使用直流电压表时，应注意电路在换路瞬间可能出现的冲击电压对仪表的损害；在测量电感两端的电压时，在电路接通和断开时，应先将电压表拆开，以免电感两端出现高电压损坏电压表。

（2）交流电压表

与直流电压表一样，交流电压表也是交流电流表串联一个高阻值电阻组成的。

1）交流电压表的接线与电压互感器的使用。测量500V以下的电压时，可直接将电压表并联在被测段两端，如图3-9所示。测量600V以上电压时，用电压互感器扩大电压表量程，如图3-10所示。电压互感器一次绕组接到被测高压线路上，二次绕组接在电压表的两个接线柱上。当电压互感器一次绕组接入电源时，二次绕组感应产生的低压电流，通过电压表指针偏转就有了读数。电气工程上所用电压互感器按测量电压等级不同，有不同的标准电压比，如10000/100、6000/100、3000/100、1000/100等，选择时应根据被测电路电压等级和电压表自身量程合理配置。尽管高压侧电压不同，但二次绕组的额定电压一般是100V，因此都可用0～100V电压表测量。与电压互感器配套装在配电盘板上的电压表，表盘上的刻度数字是折算好的，所以从表盘上就可以直接读取所测量的电压值。三相交流电压测量的接线图，如图3-11所示。

图3-9 交流电压表接线图

图3-10 交流电压表通过电压互感器接线图

图3-11 测量三相交流电压时电压表接线图

a）用三只电压表测量三相电压接线图 b）用一只电压表与电压转换开关连接测量三相电压接线图

2）注意事项。使用电压表时，注意电路在换路瞬间可能出现的冲击电压；在测量电感两端的电压时，电路接通和断开都应先将电压表拆开，以免电感两端出现的高电压损坏电压表。交流电压表的读数是被测交流量的有效值。