测量电流最常用的方法是用电流表直接进行测量。测量直流电流时常用磁电式电流表,测量交流电流时常用电磁式电流表。测量时,应将电流表串联接入被测电路中,如图9.3.3 所示,测量直流电流时,应注意极性,必须将电流表的正端钮接到电路中电位较高的点,即应使电流从正端钮进入电流表。为了尽可能减小电流表负载效应的影响,电流表的内阻或内阻抗(亦称电流表的输入阻抗)应尽可能小。
图9.3.3 直接测量电流
1.直流电流的测量
(1)常用磁电式电流表测量。磁电式电流表可直接测量微安级和毫安级电流,若带分流器则可测高达千安的电流。若要测电流低于微安级的电流,可采用检流计。
在测量低阻值负载的电流时,如果没有内阻合适的电流表,为避免因电流表负载效应而产生测量误差,可在被测电路中串联一个阻值足够小的已知标准电阻R0(称取样电阻),用毫伏表测量取样电阻两端的电压,如图9.3.4 所示,若毫伏表内阻为Rm,读数为Um,则被测电流为
图9.3.4 低阻值电流的测量
(2)用直流电位差计测量。直流电位差计虽使用较为复杂,但准确度高。
2.交流电流的测量
1)常用测量方法
(1)用电磁式电流表测量。电磁式电流表可直接测量100 mA 到几百安的电流。
(2)用电动式电流表测量。电动式电流表适用于实验室中用于标准表或用于实验测试、精密测量等。
(3)用数字万用表测量。数字万用表测量准确度高。
(4)用钳形电流表测量。钳形电流表测量时不需要切断电路,常用于对测量准确度要求不高的场合。(https://www.xing528.com)
(5)用交流电位差计测量。用交流电位差计测量电流的方法与用直流电位差计测量电流的方法相同,也是通过测量取样电阻的压降,间接测出电流。
(6)用热电式电流表测量。热电式电流表可测量直流、极低频率至兆赫以上的电流。热电式仪表由热电变换器与磁电式测量机构组成。其中热电变换器由热丝及温差电偶组成,热丝通过电流时发热,使由双金属丝构成的温差热电偶产生毫伏级的温差电动势,送至磁电式毫伏表,从而间接测量出通过热丝的电流值。
2)交流电流的测量3 种情况
(1)低压(380/220 V)电路中电流的测量:测量低电压电路的电流或者被测电流不超过电流表的量程时,可将电流表直接串联在被测电路内。
(2)高电压电路的测量:测量高电压电路的电流或者被测电流超过电流表的量程时,必须经过电流互感器进行测量。通过电流互感器可将大电流变为小电流,从而扩大了电流表的量程,更重要的是经过电流互感器使仪表和工作人员与高压隔离,可确保安全。
(3)在不断电情况下电流的测量:用钳形电流表可以在不断电的情况下测量电流。
3.大电流的测量
(1)采用分流器测量。对于直流大电流,可采用分流器测量,其接线如图9.3.5 所示。
(2)大电流测量类似于高电压电路的测量,可采用电流互感器测量。测量交流大电流时,可将电流表通过电流互感器(TA)接入电路进行测量,如图9.3.6 所示。
图9.3.5 电流表经分流器
图9.3.6 通过TA 测量交流大电流
9.4 测试题及答案
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