高壓設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)

1、直流電基本知識(shí)一.教法建議 【拋磚引玉】     本章研究直流電路的基本知識(shí)。本章的基本概念是電流、電阻和電動(dòng)勢(shì)，基本規(guī)律是歐姆定律和焦耳定律。本章教材可分為兩大部分。前八節(jié)從部分電路的歐姆定律為中心，討論串、并聯(lián)電路的總電阻以及部分電路中的電壓、電流和電功率的分配以及分壓、分流等問(wèn)題；后面四節(jié)以閉合電路的歐姆定律為中心，計(jì)論閉合電路中的電流和路端電壓跟電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)、外電阻的關(guān)系等問(wèn)題。部分電路歐姆定律知識(shí)的教學(xué)，不要簡(jiǎn)單重復(fù)初中學(xué)過(guò)的內(nèi)容，而應(yīng)該注意加強(qiáng)對(duì)學(xué)生獨(dú)立分析，推導(dǎo)得出結(jié)論能力的培養(yǎng)，注意加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)去解決一些簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。在有關(guān)閉合電路的知

2、識(shí)中，處理好電動(dòng)勢(shì)概念的教學(xué)是十分重要的。這里要恰當(dāng)?shù)卮_定電動(dòng)勢(shì)概念的深廣度，電動(dòng)勢(shì)的教學(xué)也就比較好處理了。本章教材中講授的定律較多，教學(xué)中要注意定律的適用范圍和條件。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在一定范圍內(nèi)、一定條件 總結(jié)出來(lái)的物理定律不能任意外推，外推的結(jié)論必須經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)。     本章的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)較多，有的定律也是通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的。在教學(xué)中注意做好演示實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生更好地理解基本概念和規(guī)律。     此外，部分電路及閉合電路中各物理量的綜合計(jì)算常常是各種考試中的考查重點(diǎn)。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生做好這類綜合題對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，提高學(xué)

3、習(xí)成績(jī)至關(guān)重要。 【指點(diǎn)迷津】     在研究閉合電路的歐姆定律的實(shí)驗(yàn)中，要用到可調(diào)內(nèi)阻的電池。在實(shí)驗(yàn)中可以自制高內(nèi)阻蓄電池。方法是：     將電流化學(xué)效應(yīng)演示器中的一對(duì)鉛板放在稀硫酸中進(jìn)行足量的充電，就分別成了正負(fù)極板，然后按圖2-1所示，把它們分別放入盛有稀硫酸（密度為1.28g/cm3）的兩只高燒杯中。T為玻璃三通管，上支通過(guò)膠管與橡皮球Q連通，用Q把杯中的稀硫酸吸入三通管中構(gòu)成電液通道，就成為一個(gè)電池了。然后用夾子G夾死膠管，將三通管向上提，通道變長(zhǎng)，電池的內(nèi)電阻就變大，探針a,b可用銅絲或鉛絲（保險(xiǎn)絲），探針和極板間墊塑料

4、片隔開(kāi)，再用皮筋把探針捆在極板A、B的內(nèi)側(cè)。這種探針材料的極化電動(dòng)勢(shì)較大，實(shí)驗(yàn)誤差也較大點(diǎn)。不過(guò)適宜在邊遠(yuǎn)山區(qū)用實(shí)驗(yàn)設(shè)備不充足地區(qū)的方便使用與制作。     實(shí)驗(yàn)還可以用“伏打電池”來(lái)做。電源裝置與高內(nèi)阻蓄電池相似。在兩只500毫升的燒杯中注入適量的濃度的20%的稀硫酸，用三通管連通兩只燒杯（也可以用過(guò)濾紙或浸透硫酸的塑料海綿條的兩端分別浸入兩只燒杯的酸液中，改變過(guò)濾紙或海錦條的數(shù)目，就能改變電源的內(nèi)電阻）。用銅板和鋅板作電源的正、負(fù)極。如果在稀硫酸中加入5%左右的重鉻酸鉀或高錳酸鉀（作去極劑）?？梢詼p小極板的極化。由于這個(gè)裝置不用充電，使用起來(lái)比較方便。這個(gè)電池

5、的電動(dòng)勢(shì)約為1伏。為使實(shí)驗(yàn)效果顯著，應(yīng)改裝普通大型演示用電表，給靈敏電流表串聯(lián)一只適當(dāng)?shù)姆謮弘娮?，使電壓表的滿刻度電壓為1伏左右。 二.學(xué)海導(dǎo)航 【思維基礎(chǔ)】     電荷的定向移動(dòng)形成電流。這里需要注意電荷的定向移動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)的區(qū)別，熱運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是異體兩端要保持有電壓。     電流強(qiáng)度：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量與通過(guò)這些電量所用時(shí)間的比值。公式：     單位：安培為國(guó)際單位制中基本單位。     方向：與正電荷定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)電荷定向移動(dòng)方向

6、相反。     例題1.在電解液中(1) 若5秒內(nèi)沿相反方向通過(guò)面積0.5平方米的橫截面的正、負(fù)離子的電量均為5庫(kù)，則電解液中的電流強(qiáng)度為        安。(2)若5秒內(nèi)到達(dá)陽(yáng)極的負(fù)離子和到達(dá)陰極的正離子的均加5庫(kù)，則電流強(qiáng)度為         安。     分析：(1)因中q是通過(guò)整個(gè)截面的電量，且因?yàn)檎?fù)離子沿相反方向定向運(yùn)動(dòng)形成的電流方向是相同的，所以q應(yīng)為正、負(fù)離子電量絕對(duì)值之和，故：。 

7、0;   (2)對(duì)陽(yáng)極進(jìn)行討論：根據(jù)電解液的導(dǎo)電原理可知到達(dá)陽(yáng)極的電荷只有負(fù)離子，則：     例題2.電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，設(shè)氫原子中的電子以速度v在半徑為r的軌道上運(yùn)動(dòng)。電子電量為e，求等效的電流強(qiáng)度。     分析：把電子繞核運(yùn)動(dòng)看環(huán)形流，在一個(gè)周期內(nèi)，電子繞核運(yùn)動(dòng)一周：     電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，.     所以     歐姆定律的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：     (1)用一導(dǎo)體的I-U圖

8、象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,表明通過(guò)導(dǎo)體的電流跟它兩端的電壓成正經(jīng).直線的斜率。     (2)在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟它的電阻成反比。     部分電路的歐姆定律：     (1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比。     (2)公式：     (3)適用條件：適用于金屬或液體導(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電。     導(dǎo)體電阻：這只是導(dǎo)體電阻定義量度式，不是決定式。    

9、; 這里的重點(diǎn)為歐姆定律的理解，難點(diǎn)為歐姆定律的實(shí)際應(yīng)用。對(duì)于歐姆定律中的電流強(qiáng)度和電壓，要明確是通過(guò)哪個(gè)電阻的電流和該電阻兩端的電壓，不能張冠李戴。電阻的定義是比值的定義，對(duì)給定的導(dǎo)體，電阻是一定的，它與流過(guò)該電阻的電流強(qiáng)度和它兩端的電壓的大小無(wú)關(guān)。請(qǐng)注意識(shí)別電路（電阻的串并聯(lián)關(guān)系）然后應(yīng)用歐姆定律來(lái)解題。     例題3圖2-2所示的圖象所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體：(1)電阻關(guān)系R1R2為                &

10、#160; ；(2)若兩個(gè)導(dǎo)體中的電流相等（不為零）時(shí)，電壓之比為U1U2=                ；(3)若兩個(gè)導(dǎo)體的電壓相等（不為零）時(shí)，電流強(qiáng)度之I1I2=                。     分析：(1)因?yàn)樵贗-U圖象中，所以2，    

11、; 故R1R2=2=31     (2)由歐姆定律得：所以U1U2=R2：R1=31     (3)由歐姆定律得：由于U1=U2，所示I1I2=R1R2=13     【小結(jié)】分析I-U圖線或U-I圖線時(shí)，關(guān)鍵是先分析圖線的斜率k的意義。究竟是k=R還是k=。     在溫度不度時(shí)，導(dǎo)體的電阻跟它的長(zhǎng)度成正比，跟電的橫截面積成反比。，這里需要注意的是：電阻是導(dǎo)體本身的屬性，跟導(dǎo)體兩端的電壓和通過(guò)的電流無(wú)關(guān)。只是定義式。類似于點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，由Q及r決定，而只是定義式，E

12、與F、q無(wú)關(guān)。     材料的電阻率。國(guó)際單位制中用到的單位是歐米。這里需要注意的是，電阻率是材料本身的屬性，反映材料對(duì)電流阻礙能力的強(qiáng)弱，越大對(duì)電流阻礙越大，反之越?。煌N材料的電阻率隨溫度變化而變化，金屬材料的隨溫度的變化而變化，金屬材料的隨溫度升高而增大。     這里的重點(diǎn)為電阻定律，難點(diǎn)為電阻率概念的理解及應(yīng)用。學(xué)習(xí)時(shí)要注意區(qū)分電阻定義式和決定式，注意電阻R和電阻率的不同物理意義。     例題4.兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的兩倍，把另一根導(dǎo)線對(duì)折反絞合起來(lái)，則它們

13、的電阻之比為          。     分析：某一導(dǎo)體形狀改變后，總體積是保持不變的，電阻率不變，而長(zhǎng)度、截面積s發(fā)生變化；應(yīng)用來(lái)確定s、在形狀改變前后的關(guān)系。     金屬線原來(lái)的電阻為     拉長(zhǎng)后，長(zhǎng)度變?yōu)?，體積不變v,橫截面積變?yōu)?R'對(duì)折后,長(zhǎng)度變?yōu)?，截面積變?yōu)?s，則 R'' R'R''=161     電路中電場(chǎng)力做的功（或電流

14、做的功）稱為電功。在純電阻電路中還可寫(xiě)成，國(guó)際單位制中電功的單位為焦耳（符號(hào)J），常用的單位還有千瓦時(shí)，亦稱度，。     電流所做的功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫電功率，單位為瓦特。     這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)在于對(duì)電功和電功率的加深理解，難點(diǎn)為電功與電熱的關(guān)系。學(xué)習(xí)時(shí)可將電功和電功率列表對(duì)比（色括電功和電功率的物理意義、量度公式、單位、計(jì)算公式、相互聯(lián)系等等），從而加深理解、加深記憶。不同條件下電功和電熱的關(guān)系，并提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。     例5.不考慮溫度對(duì)電阻的影響，一個(gè)“220V，

15、40W”的燈泡，下列說(shuō)法正確的有：     A.接在110伏的線路上的功率為20瓦     B.接在110伏的線路上的功率為10瓦     C.接在440伏的線路上的功率為160瓦     D.接在55伏的線路上的功率為2.5瓦     E.燈泡兩端所加電壓為零時(shí)，它的電阻也為零     分析與解答：     解法一：由     U實(shí)為110伏時(shí)， 

16、0;   U實(shí)為55伏時(shí)，     U實(shí)為440伏時(shí)，超過(guò)了額定電壓的1倍，故燈泡燒壞，I=0，P=0     解法二：由可知R一定的用電器P實(shí)與成正比，所以：     可見(jiàn)第二種解法更為簡(jiǎn)捷。     答案為：B、D     例題6：有一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，電樞電阻為0.5，加在電機(jī)兩端的電壓是220V，當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)電樞的電流強(qiáng)度是20A，每分鐘有多少焦耳的機(jī)械能輸出？     分析：這是非

17、純電阻電路，因此我們得從能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律著手。電流做功有兩個(gè)效果：一是使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出機(jī)械能。     二是使電功機(jī)發(fā)熱產(chǎn)生熱量。     所以每分鐘輸出的機(jī)械能E機(jī)=WQ     每分鐘電流做的功W=UIt=220×20×60=2.64×105J     每分鐘產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=202×0.5×60=1.2×105J     每分鐘輸出的機(jī)械能E機(jī)=WQ=2.64×

18、1050.12×105=2.52×105J     以上部分的知識(shí),同學(xué)們可以自己進(jìn)行“知識(shí)結(jié)構(gòu)”的分析，把本部分的知識(shí)歸納成六個(gè)基本物理量（U、I、R和P、W、Q）和三條定律（歐姆定律、電阻定律和焦耳定律）。就概念和含義、量度公式、單位規(guī)定、決定因素、與其他物理量的聯(lián)系與區(qū)別從及定律反映的物理過(guò)程、適用范圍等方面，進(jìn)行歸納、列表圖示，來(lái)加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解以及掌握的牢固性。     把導(dǎo)體一個(gè)接一個(gè)依次連接組成的電路叫串聯(lián)電路。串聯(lián)電路的基本特點(diǎn)：(1)電路中各處的電流強(qiáng)度處處相等；(2)電路兩端的總電壓等于各部分

19、電路兩端電壓之和。串聯(lián)電路的重要性質(zhì)：     (1)總電阻：R=R1+R2+Rn     (2)電壓分配：        即串聯(lián)電阻具有分壓作用，電阻越大，分得電壓越大。     (3)功率分配：     注意：P 總 =P1+P2+Pn     在串聯(lián)電路的分析時(shí)：要熟記串聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，靈活運(yùn)用。     例題7.如圖2-3所示，兩個(gè)燈

20、泡A(220v,100w)和B(220v,25w)串聯(lián)后接在電路PQ段，為使兩燈泡安全使用，電路PQ所加電壓最大值為          ，電路PQ段所允許消耗最大電功率為        （假設(shè)電燈電阻一定）。         這樣錯(cuò)誤認(rèn)為兩燈泡同時(shí)達(dá)到額定電壓和額定功率，其實(shí)并不是。為什么呢？我們一起來(lái)分析一下：       &

21、#160;     可見(jiàn)，所以當(dāng)B燈達(dá)到220v時(shí)，A燈只達(dá)到55伏，而當(dāng)A燈達(dá)到220伏時(shí)，B燈電壓已超過(guò)額定電壓了（串聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端電壓跟它的電阻成正比）。     由于要安全使用，在此取B燈不被燒毀考慮，則A燈一定不被燒毀。故PQ段所加的電壓，最大值為275伏。     由于用電器電阻不變，對(duì)于整個(gè)電路的總功率，所以此時(shí)電路的總功率也最大。則     【小結(jié)】在熟記公式的前提下，用比例方法處理，往往問(wèn)題更簡(jiǎn)捷。在分析用電器串聯(lián)使用不被燒毀時(shí)，要抓住先達(dá)到最大值的那

22、個(gè)用電器來(lái)考慮。     把幾個(gè)導(dǎo)體并列地連接起來(lái)組成的電路叫并聯(lián)電路。并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)：(1)電路中各支路兩端的電壓相等；(2)電路的總電流等于各支路電流之和。并聯(lián)電路的重要性質(zhì)有：     (1)總電阻： 特殊應(yīng)用：各支路的電阻均為r時(shí)，；只有兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，并聯(lián)總電阻小于任一支路的電阻；任一支路電阻增大，總電阻增大；反之，減小。     (2)電流分配：U     即并聯(lián)電路具有分流作用，電阻越小，分得電流越小。     (3)功率分配：

23、U2     這里的并聯(lián)電路部分分析時(shí)要：注意分清干路和支路，再靈活應(yīng)用并聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì)進(jìn)行分析討論。     以上串、并聯(lián)電路部分的重點(diǎn)為串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì)。難點(diǎn)為電路的識(shí)別和計(jì)算，學(xué)習(xí)時(shí)掌握兩種電路的電流、電壓特點(diǎn)、并能推導(dǎo)出總電阻、功率分配表達(dá)式。要熟練掌握運(yùn)用電勢(shì)法或分支法識(shí)別電路中的各電阻的串并聯(lián)關(guān)系，并準(zhǔn)確運(yùn)用歐姆定律解題。     例題8如圖2-4所示電路中，R1=8，R2=2，R3=3.2當(dāng)通以電流時(shí)，各個(gè)電阻兩端的電壓之比U1：U2：U3=    

24、    ，各電阻中電流強(qiáng)度之比I1：I2：I3=         ，各電阻消耗電功率之比P1：P2：P3=       。     分析：R1和R2并聯(lián)的總電阻，設(shè)R1兩端電壓為U1=U，因R2和R1并聯(lián)，所從U2=U1=U，又因R1與R2并聯(lián)后與R3串聯(lián)，而R3=3.2歐=2R12，所以U3=2U，故U1U2U3=112     設(shè)R1電流I1=I，因R2=R1，所以I2=4

25、I（并聯(lián)電路電流分配）而I3=I1+I2=5I，故I1I2I3=145。     設(shè)R1電功率P1=P，因R2=R1，所以P2=4P（據(jù)并聯(lián)電路電功率分配），又因R3=2R12所以P3=2(P1+P2)=10P故P1P2P3=1410     例題9如圖2-5所示電路中，A、B兩端電壓不變，將變阻器R2的滑動(dòng)端P向左移動(dòng)，B、C間的等效電阻將           ，電阻R1上電壓將     

26、60;   ，燈L會(huì)          。     分析：在L和R2的并聯(lián)電路中，變阻器滑動(dòng)端P向左移動(dòng)，變阻器使用電阻變小，即并聯(lián)電路某一支路變小，總電阻會(huì)變小，故B、C間的等效電阻將變小。     L和R2并聯(lián)再和R1串聯(lián)的電路中，由A、B兩端電壓不變，R1不變，RBC變小，所以R1分得的電壓變大，RBC分得的電壓變小，燈泡L變暗（或：R總 減小，增大，UAC=IR1增大UBC減?。?    【小結(jié)】應(yīng)

27、熟記并聯(lián)電路中某一電阻變化而引起總電阻變化的關(guān)系，對(duì)于有滑動(dòng)變阻器的電路。若變阻器的阻值是單一變化的（只變大或只變小），則用極限法分析較簡(jiǎn)捷：     設(shè)P滑到R2的最左端，則R2所使用的電阻為零，L被短路，立即可得出：BC間電阻為零燈泡L不發(fā)光，R1上的電壓等于AB的總電壓，即可分析出他們數(shù)值的變化。     電源的概念：     (1)電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；(2)電源供電原理：在電源內(nèi)部非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，在電源的外部電路，電場(chǎng)力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。

28、60;   電源的電動(dòng)勢(shì)：     (1)電源的電動(dòng)勢(shì)的大小等于沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。（電動(dòng)勢(shì)的大小可用內(nèi)阻極大的伏特表粗略測(cè)出）。     (2)電動(dòng)勢(shì)的符號(hào)為；國(guó)際單位是伏；是一個(gè)標(biāo)量，但有方向；在內(nèi)部由負(fù)極指向正極。     (3)物理意義：表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，電動(dòng)勢(shì)是由電源本身的性質(zhì)決定的，電動(dòng)勢(shì)的大小等于在把其它形式能轉(zhuǎn)化為電能時(shí)，1庫(kù)侖電量所具有的電能的數(shù)值。     內(nèi)電壓和外電壓：   

29、0; (1)閉合電路的組成：內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路，其電阻稱為內(nèi)電阻，內(nèi)電阻上所降落的電壓稱為內(nèi)電壓；外電路：電源外部電路其兩端電壓稱為外電壓或路端電壓。     (2)內(nèi)、外電壓的關(guān)系：=U+U¢     閉合電路的歐姆定律：閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)電路的電阻成反比。公式為：（或=U+U¢ =IR+Ir）從閉合電路歐姆定律中，還可以導(dǎo)出電路的功率表示式：I=UI+U¢ I=I2R+I2r.適用條件：外電路為純電阻電路。     這里的重點(diǎn)為閉合電路的歐姆

30、定律及其應(yīng)用，難點(diǎn)為對(duì)電動(dòng)勢(shì)概念的理解和掌握。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)充分注重分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并運(yùn)用得到的規(guī)律，提高對(duì)電路的分析和計(jì)算能力。     例題10.如圖2-6所示，設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為，電阻為r，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑動(dòng)端向左移動(dòng)時(shí)，圖中各電表讀數(shù)的變化情況是V0       V1      V2       A1     A2      A3

31、0;    （填變大、變小或不變）。     分析：滑動(dòng)變阻器R3的滑動(dòng)端向左移動(dòng)時(shí)，R3變小，R2和R3并聯(lián)電阻R23變小，外電路電阻R外=R1+R23變小。所以路端電壓U0變小，總電流I1變大。     由于U1=I1R的U1變大。又由于U2=U0U1中U2變小.又由于I2變小.     且因?yàn)镮3=I1I2而I1變大，I2變小故I3變大。（此題如用極限法，即把R3的滑動(dòng)端推到最左端來(lái)分析，可使問(wèn)題更簡(jiǎn)便）。     【小結(jié)】解這類題時(shí)，先要

32、分析總電阻變化，再根據(jù)閉合電路歐姆定律列出總電流I和路端電壓U的變化。然后再局部分析。不要從一局部的變化未經(jīng)研究整體變化，就直接去研究另一局部變化。研究過(guò)程中，交替地利用歐姆定律和串、并聯(lián)的特點(diǎn)進(jìn)行，單靠其中一個(gè)不行。     例題11.利用圖2-7所示的電路，可以測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。已知R1=R2=R3=1，當(dāng)電鍵k斷開(kāi)時(shí)，電壓表讀數(shù)0.8v；當(dāng)電鍵k閉合時(shí)，電壓表的讀數(shù)為1v，求該電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。     分析：當(dāng)電鍵K斷開(kāi)時(shí)，其等效電路如圖2-8所示，由部分歐姆電路定律得： 由閉合電路歐姆定律可得=I1(R1+R2+

33、r)=0.8(2+r)     當(dāng)k閉合時(shí)，其等效電路如圖2-9所示，先求出差電流I2：             由閉合電路歐姆定律得：         由(1)和(2)式聯(lián)立可得：=2v r=0.5 【思維體操】     下面選幾道綜合題一起來(lái)分析。這類題有一定難度，但對(duì)培養(yǎng)思維能力和提高學(xué)習(xí)成績(jī)有著重要的意義。     例題1.金屬的電阻對(duì)溫度

34、非常“敏感”，下面圖2-10中有可能表示金屬鉑電阻I-U圖線的是：（ ）     分析：當(dāng)通過(guò)金屬鉑的電流增大時(shí)，由于金屬鉑的發(fā)熱，它的溫度將明顯升高。由于金屬材料的電阻率會(huì)隨溫度的升高而增大，所以金屬鉑的電阻會(huì)增大，斜率減小，曲線變平緩。因此C圖是正確的。     例題2.如圖2-11電路所示的變阻器的總電阻R1=12，電路中R2=12，R3=2.5，變阻器的滑動(dòng)觸頭與中心點(diǎn)接觸，當(dāng)開(kāi)關(guān)k接通時(shí)，伏特表示數(shù)為3伏，這時(shí)電源消耗的總功率為9瓦，求開(kāi)關(guān)k斷開(kāi)時(shí)，變阻器R1消耗的功率。     分析：R2和半

35、個(gè)R1并聯(lián)再和半個(gè)R1串聯(lián)的總電阻     k接通時(shí)：，總電流     由P總=I得：9=·1.5 =6(v)     電源內(nèi)電壓     k斷開(kāi)時(shí)：     R2的電壓     R1左半段的電流 R1消耗的電功率為左右兩半電阻功率之和：         例題3.如圖2-12所示，電源電動(dòng)勢(shì)=12伏，內(nèi)阻r=1,電阻R1=R4=15，R2=R3=3

36、，求：(1)電鍵k斷開(kāi)時(shí)，A、B、D三點(diǎn)的電勢(shì)；(2)電鍵k閉合時(shí)，流過(guò)電鍵k中的電流值。     分析：(1)電鍵k斷開(kāi)時(shí)，外電阻：                     方向從D到C     可見(jiàn)，對(duì)閉合電路的電壓、電流、電功率的分析應(yīng)注意整體和局部互相結(jié)合進(jìn)行逐項(xiàng)分析。這種分析的方法在平常的解題過(guò)程中要注意掌握并熟練運(yùn)用。 三、智能顯示 【心中有數(shù)】   &#

37、160; 本章是高中物理電磁學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容之一，在歷年物理高考中的計(jì)算中是重點(diǎn)計(jì)算之一。有關(guān)試題的分?jǐn)?shù)約占整個(gè)試卷的百分之十五。     除了電流、電阻、電動(dòng)勢(shì)的基本概念要考查外，簡(jiǎn)單部分電路的電流、電壓、電功率以及許多的實(shí)驗(yàn)都是要考查的。特別是閉合電路歐姆定律應(yīng)用來(lái)計(jì)算總是列為整個(gè)試卷考查的重點(diǎn)之一。通過(guò)上面的分析可以認(rèn)識(shí)到要有把握地解決這類題目，考生是要做出較大努力的。 【動(dòng)腦動(dòng)手】     1.在示波管中，電子槍兩秒內(nèi)發(fā)射了b×1013個(gè)電子，則波管中電流強(qiáng)度的大小為（ ）     A.4

38、.8×106A B.3×1013A     C.9.6×106A D.3×106A     2.關(guān)于三條公式：P=IUP=I2R下列敘述正確的是（ ）     A.公式適用于任何電路的電熱功率     B.公式適用于任何電路的電熱功率     C.三式都適用于任何電路電功率     D.上述沒(méi)有一個(gè)正確。     3.在一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線中，通過(guò)5

39、安的恒定電流，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，若導(dǎo)線散熱損失不計(jì)，則導(dǎo)線升高的溫度應(yīng)與（ ）     A.導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比     B.導(dǎo)線的長(zhǎng)度的平方成正比     C.導(dǎo)線的橫截面積成反比     D.導(dǎo)線的橫截面積的平方成反比     4.一個(gè)盒子內(nèi)裝有導(dǎo)線和三個(gè)不同阻值的電阻組成的電路，三個(gè)電阻的阻值分別為R1=2,R2=,R3=5,電路有四個(gè)接線柱引出盒外，順時(shí)針數(shù)分別為1、2、3、4測(cè)量知1、2間電阻是0；1與3間是5；1、4間是7；2與3間是5；2

40、、4間是7；3與4間是8，試畫(huà)出盒內(nèi)電阻的連接圖。     5.由電站向某地送電，每根輸電線的電阻r=0.1 ，要輸送的電功率為10kw，用400v低壓送電和用1萬(wàn)伏高壓送電，因線路發(fā)熱損失的功率之比為： A.11 B.1625 C.6251 D.251 6.如圖2-13所示，R2=9，R3=18，電源內(nèi)電阻r=1，k斷開(kāi)時(shí)且R1為2時(shí)，v表讀數(shù)為4.5伏當(dāng)k合上時(shí)，為使v表讀數(shù)仍為4.5伏，則R1應(yīng)調(diào) 到 歐。     7.如圖2-14所示，R1=R3=4，R2=8當(dāng)變阻器R3的滑動(dòng)端滑到A端時(shí)，v表的讀數(shù)為15v，當(dāng)滑動(dòng)端滑到B端

41、時(shí)，A表的讀數(shù)為4A，那么電源的電動(dòng)勢(shì)多大？?jī)?nèi)電阻多大？ 8.如圖2-15所示，電池的電動(dòng)勢(shì)為4伏，內(nèi)阻可忽略不計(jì)，當(dāng)k接通后，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=UAUB應(yīng)為：     A.+2伏（A點(diǎn)電勢(shì)高）     B.2伏（B點(diǎn)電勢(shì)高）     C.+3伏（A點(diǎn)電勢(shì)高）     D.1伏（B點(diǎn)電勢(shì)高） 參考答案：     1.A 2.B 3. D 4.如圖 5.C 6.1 7.20v 8.A 【創(chuàng)新園地】     1

42、.一個(gè)網(wǎng)絡(luò)電路如圖2-16所示，每個(gè)阻值均為R，則在CD間接入電阻Rx=              時(shí)，整個(gè)電路總電阻RAB與網(wǎng)絡(luò)數(shù)目無(wú)關(guān)，此時(shí)RAB=                  2.用均勻電阻線作成的正方形回路，由x個(gè)相同的小正方形組成，小正方形每邊的電阻均為r=8     (1)在AB兩

43、點(diǎn)間接入電池，其電動(dòng)勢(shì)=5.7v，內(nèi)阻可忽略，求流過(guò)電池的電動(dòng)勢(shì)；     (2)若用導(dǎo)線連接C、D兩點(diǎn)，求通過(guò)此導(dǎo)線的電流（略去導(dǎo)線的電阻）。     3.把一個(gè)“10v、2.0w”的用電器A（純電阻）接到某一電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都不變的電源上，用電器A實(shí)際消耗的功率是2.0w，換上一個(gè)“10v、5.0w”的用電器B（純電阻）接到同一電源上，用電器B實(shí)際消耗的功率有沒(méi)有可能反而小于2w？如有可能，求出產(chǎn)生此種情況的條件。設(shè)用電器的電阻不隨溫度而變化。 參考答案：     1.    

44、; 2.(1)IAB=1A (2)ICD=0.267A     3.有可能。必須滿足的條件是：     變壓器基本知識(shí)變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。 一、分類 按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。 按防潮方式分類：開(kāi)放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。 按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類

45、：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。 按電源相數(shù)分類：?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器、多相變壓器?按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。二、電源變壓器的特性參數(shù)1、工作頻率 變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來(lái)設(shè)計(jì)和使用，這種頻率稱工作頻率。2、額定功率 在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長(zhǎng)期工作，而不超過(guò)規(guī)定溫升的輸出功率。3、額定電壓 指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于規(guī)定值。4、電壓比 指變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓

46、比的區(qū)別。5、空載電流 變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流?？蛰d電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對(duì)于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。6、空載損耗 指變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，在初級(jí)測(cè)得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級(jí)線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗（銅損），這部分損耗很小。7、效率 指次級(jí)功率P2與初級(jí)功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。8、絕緣電阻 表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān)。三、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)1

47、、頻率響應(yīng) 指變壓器次級(jí)輸出電壓隨工作頻率變化的特性。2、通頻帶 如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0，當(dāng)輸出電壓（輸入電壓保持不變）下降到0.707U0時(shí)的頻率范圍，稱為變壓器的通頻帶B。3、初、次級(jí)阻抗比變壓器初、次級(jí)接入適當(dāng)?shù)淖杩筊o和Ri,使變壓器初、次級(jí)阻抗匹配，則Ro和Ri的比值稱為初、次級(jí)阻抗比。在阻抗匹配的情況下。變壓器的型號(hào)由：變壓器繞組數(shù)+相數(shù)+冷卻方式+是否強(qiáng)迫油循環(huán)+有載或無(wú)載調(diào)壓+設(shè)計(jì)序號(hào)+“-”+容量+高壓側(cè)額定電壓組成。 如：SFPZ9-120000/110 指的是三相（雙繞組變壓器省略繞組數(shù)，如果是三繞則前面還有個(gè)S）雙繞組強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷有載調(diào)壓，設(shè)計(jì)序號(hào)為9，

48、容量為120000KVA，高壓側(cè)額定電壓為110KV的變壓器。 變壓器的分類： 1、按冷卻方式分類：有自然冷式、風(fēng)冷式、水冷式、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)（水）冷方式、及水內(nèi)冷式等。 2、按防潮方式分類：開(kāi)放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。 3、按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器、輻射式變壓器等。 4、按電源相數(shù)分類：?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器、多相變壓器?5、按用途分類：有電力變壓器、特種變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓

49、器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。 6、按冷卻介質(zhì)分類：有干式變壓器、液（油）浸變壓器及充氣變壓器等。 7、按線圈數(shù)量分類：有自耦變壓器、雙繞組、三繞組、多繞組變壓器等。 8、按導(dǎo)電材質(zhì)分類：有銅線變壓器、鋁線變壓器及半銅半鋁、超導(dǎo)等變壓器。 9、按調(diào)壓方式分類：可分為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器。 10、按中性點(diǎn)絕緣水平分類：有全絕緣變壓器、半絕緣（分級(jí)絕緣）變壓器。電流互感器基礎(chǔ)知識(shí)A電流互感器一般由鐵心和一次繞組及二次繞組組成,在兩個(gè)繞組之間以及線圈與鐵心之間都有絕緣隔離。電流互感器是一種特殊變壓器，其工作原理和變壓器相似。所不同的是在變壓器的鐵芯內(nèi)，產(chǎn)生交變主磁通是由一次繞組兩端

50、所加的交流電壓的電流產(chǎn)生。鐵芯內(nèi)的交變主磁通在電流互感器的二次繞組內(nèi)感應(yīng)出相應(yīng)的二次電動(dòng)勢(shì)和二次電流。由于一次繞組和二次繞組繞制于同一個(gè)鐵芯故被同一交變主磁通所交鏈，所以在數(shù)值上一次繞組和二次繞組的電流和匝數(shù)積應(yīng)相等，即I1n1=I2n2，所以I1/I2=n2/n1=K，K稱為電流互感器的變比。電流互感器主要用于將電力系統(tǒng)中的高電壓大電流按一定比例轉(zhuǎn)換成低電壓、小電流，即不管一次側(cè)電流有多大，二次側(cè)（一般）都是5A。供給儀表、儀器、繼電器等作為測(cè)量，保護(hù)用。二、電流互感器在使用中應(yīng)注意事項(xiàng)：1、運(yùn)行中的電流互感器二次側(cè)決不允許開(kāi)路，在二次側(cè)不能安裝熔斷器、刀開(kāi)關(guān)。這是因?yàn)殡娏骰ジ衅鞫蝹?cè)繞組匝

51、數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一次側(cè)匝數(shù)，在開(kāi)路的狀態(tài)下，電流互感器相當(dāng)于一臺(tái)升壓變壓器。根據(jù)有關(guān)資料顯示，其電壓值可達(dá)1000V左右。危及工作人員安全。故在一次側(cè)有電流的情況下，二次側(cè)除了采用相應(yīng)短接措施外（電流互感器在工作時(shí)近似處于短路狀態(tài)，故可將K1、K2直接短接并接地），不得施工。切記。2、電流互感器安裝時(shí)，應(yīng)將電流互感器的二次側(cè)的一端（一般是K2）、鐵芯、外殼做可靠接地。以預(yù)防一、二側(cè)繞組因絕緣損壞，一次側(cè)電壓串至二次側(cè)，危及工作人員安全。3、電流互感器安裝時(shí)，應(yīng)考慮精度等級(jí)。精度高的接測(cè)量?jī)x表，精度低的用于保護(hù)。選擇時(shí)應(yīng)予注意。4、電流互感器安裝時(shí)，應(yīng)注意極性（同名端），一次側(cè)的端子為L(zhǎng)1、L2（或P

52、1、P2），一次側(cè)電流由L1流入，由L2流出。而二次側(cè)的端子為K1、K2（或S1、S2）即二次側(cè)的端子由K1流出，由K2流入。L1與K1，L2與K2為同極性（同名端），不得弄錯(cuò)，否則若接電度表的話，電度表將反轉(zhuǎn)。5、電流互感器一次側(cè)繞組有單匝和多匝之分，LQG型為單匝。而使用LMZ型（穿心式）時(shí)則要注意銘牌上是否有穿心數(shù)據(jù)，若有則應(yīng)按要求穿出所需的匝數(shù)。注意：穿心匝數(shù)是以穿過(guò)空心中的根數(shù)為準(zhǔn)，而不是以外圍的匝數(shù)計(jì)算（否則將誤差一匝）。6、電流互感器的二次繞組有一個(gè)繞組和二個(gè)繞組之分，若有二個(gè)繞組的，其中一個(gè)繞組為高精度（誤差值較?。┑囊话阕鳛橛?jì)量使用，另一個(gè)則為低精度（誤差值較大）一般用于保護(hù)

53、。7、電流互感器的聯(lián)接線必須采用2.5mm2的銅心絕緣線聯(lián)接，有的電業(yè)部門規(guī)定必須采用4mm2的銅心絕緣線，但我的看法沒(méi)必要。三、電流互感器的應(yīng)用1、 交流電流的測(cè)量設(shè)備是否運(yùn)行在額定電流值，設(shè)置電流測(cè)量裝置是必要的技術(shù)措施。有關(guān)規(guī)定40KW以上的設(shè)備，必須裝設(shè)電流表進(jìn)行監(jiān)控。交流電流的測(cè)量有直接測(cè)量和經(jīng)電流互感器擴(kuò)大測(cè)量的方式。直接測(cè)量就是將適當(dāng)?shù)碾娏鞅泶与娏骰芈飞?。而下圖所示電路均為經(jīng)電流互感器接入式測(cè)量。 （a）采用一臺(tái)電流互感器測(cè)量三相平衡線路中的電流。電流互感器選擇的是以電流表量程依據(jù)，而電流表的量程則是根據(jù)負(fù)載電流的實(shí)際值，應(yīng)占電流表總量程的2/3至滿度值之間。比如一臺(tái)設(shè)備額定電

54、流為100A，則選擇滿度值為150A的電流表。此時(shí)電流互感器的互感比則應(yīng)選150/5A，電流表也相應(yīng)選比值為150/5A的電流表。讀數(shù)時(shí)則以表指示值直讀。（b）采用二臺(tái)電流互感器，接成不完全星形，用以測(cè)量三相平衡或不平衡線路中的三相電流。（c）采用三臺(tái)電流互感器，接成完全星形接法，用以測(cè)量三相平衡或不平衡線路中的三相電流。2、交流電度的測(cè)量為了擴(kuò)大交流電度表的量程，工廠最常用的是采用電流互感器的方法來(lái)擴(kuò)大量程。（1）、第一圖是采用單相電度表加電流互感器的測(cè)量方法?？捎糜跍y(cè)量三相平衡或單相電度計(jì)量。（2）、第二圖是采用二元件三相三線有功電度表，加二個(gè)電流互感器的測(cè)量方法?？捎糜跍y(cè)量三相平衡或不平

55、衡線路中的電度計(jì)量。（3）、第三圖是采用三相四線有功電度表，加三個(gè)電流互感器的測(cè)量方法?？蓽y(cè)量三相平衡或不平衡線路中的電度計(jì)量。3、電力拖動(dòng)線路中的保護(hù)大功率電動(dòng)機(jī)中的過(guò)載保護(hù)，往往由于電流大，而無(wú)法購(gòu)到相應(yīng)的熱繼電器，在這樣的情況下，一般采用加裝電流互感器的方法來(lái)解決。其實(shí)質(zhì)是將大電流變換成小電流用5A以內(nèi)的熱繼電器足可滿足過(guò)載保護(hù)的要求。B.1、作用：大電流（一次電流）變換成小電流（二次電流額定值為5A或1A）；隔離作用。2、工作特點(diǎn)和要求：一次繞組與高壓回路串聯(lián)，I1只取決于高壓回路電流，而與二次負(fù)荷無(wú)關(guān)。 二次回路不允許開(kāi)路，否則會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的高電壓，危及人身和設(shè)備安全。 CT二次回路必

56、須有一點(diǎn)直接接地，防止一、二次繞組絕緣擊穿后對(duì)地產(chǎn)生高電壓，但僅一點(diǎn)接地。 變換的準(zhǔn)確性3、極性：“減極性原則”原則：當(dāng)同時(shí)從一、二次繞組的同極性端子（同名端）通入相同方向的電流時(shí)，它們?cè)阼F芯中產(chǎn)生磁通的方向相同。當(dāng)從一次繞組“*”標(biāo)端通入交流電時(shí)，則在二次側(cè)感應(yīng)電流從“*”標(biāo)端流出。從兩側(cè)同極性端觀察時(shí)，I1、I2反方向，稱為減極性。此時(shí)鐵芯中的合成磁勢(shì)為N1I1N2I20，則I2（N1/N2）I1I1這表明I1、I2同相位。4、誤差表現(xiàn)在兩方面：幅值誤差和相位誤差ZL很小，ZU大。I（I1I2）/I1×10010%，7°。電壓互感器基本知識(shí)電壓互感器是發(fā)電廠、變電所等輸

57、電和供電系統(tǒng)不可缺少的一種電器。 精密電壓互感器是電測(cè)試驗(yàn)室中用來(lái)擴(kuò)大量限，測(cè)量電壓、功率和電能的一種儀器|儀表。 電壓互感器和變壓器很相像，都是用來(lái)變換線路上的電壓。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計(jì)算單位；而電壓互感器變換電壓的目的，主要是用來(lái)給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置供電，用來(lái)測(cè)量線路的電壓、功率和電能，或者用來(lái)在線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)線路中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，最大也不超過(guò)一千伏安。 線路上為什么需要變換電壓呢？這是因?yàn)楦鶕?jù)發(fā)電、輸電和用電的不同情況，線路上的電壓大小不一，而且相差懸殊，

58、有的是低壓220V和380V，有的是高壓幾萬(wàn)伏甚至幾十萬(wàn)伏。要直接測(cè)量這些低壓和高壓電壓，就需要根據(jù)線路電壓的大小，制作相應(yīng)的低壓和高壓的電壓表和其他儀表和繼電器。這樣不僅會(huì)給儀表制作帶來(lái)很大困難，而且更主要的是，要直接制作高壓儀表，直接在高壓線路上測(cè)量電壓，那是不可能的，而且也是絕對(duì)不允許的。 電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相似，它也有兩個(gè)繞組，一個(gè)叫一次繞組，一個(gè)叫二次繞組。兩個(gè)繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個(gè)繞組之間以及繞組與鐵心之間都有絕緣，使兩個(gè)繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電的隔離。電壓互感器在運(yùn)行時(shí)，一次繞組N1并聯(lián)接在線路上，二次繞組N2并聯(lián)接儀表或繼電器。因此在測(cè)量高壓線路上的電

59、壓時(shí)，盡管一次電壓很高，但二次卻是低壓的，可以確保操作人員和儀表的安全。分類：電壓互感器 按原理分為電磁感應(yīng)式和電容分壓式兩類。電磁感應(yīng)式多用于 220kV及以下各種電壓等級(jí)。電容分壓式一般用于110kV以上的電力系統(tǒng),330765kV超高壓電力系統(tǒng)應(yīng)用較多。電壓互感器按用途又分為測(cè)量用和保護(hù)用兩類。對(duì)前者的主要技術(shù)要求是保證必要的準(zhǔn)確度；對(duì)后者可能有某些特殊要求，如要求有第三個(gè)繞組，鐵心中有零序磁通等。 電磁感應(yīng)式電壓互感器 其工作原理與變壓器相同，基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定，正常運(yùn)行時(shí)接近于空載狀態(tài)。電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長(zhǎng)而燒

60、毀線圈。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時(shí)，副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造成人身和設(shè)備事故。測(cè)量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結(jié)構(gòu)，其原邊電壓為被測(cè)電壓（如電力系統(tǒng)的線電壓），可以單相使用,也可以用兩臺(tái)接成V-V形作三相使用。實(shí)驗(yàn)室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應(yīng)測(cè)量不同電壓的需要。供保護(hù)接地用電壓互感器還帶有一個(gè)第三線圈，稱三線圈電壓互感器。三相的第三線圈接成開(kāi)口三角形（圖1）， 開(kāi)口三角形的兩引出端與接地保護(hù)繼電器的電壓線圈聯(lián)接。正常運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)的三相電壓對(duì)稱，第三線圈上的三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和為零。一旦發(fā)生單相接地時(shí),中性點(diǎn)出現(xiàn)位移,開(kāi)口三角的端子間

61、就會(huì)出現(xiàn)零序電壓使繼電器動(dòng)作，從而對(duì)電力系統(tǒng)起保護(hù)作用。線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會(huì)出現(xiàn)零序磁通。為此，這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心（10kV及以下時(shí)）或采用三臺(tái)單相電壓互感器。對(duì)于這種互感器，第三線圈的準(zhǔn)確度要求不高，但要求有一定的過(guò)勵(lì)磁特性（即當(dāng)原邊電壓增加時(shí)，鐵心中的磁通密度也增加相應(yīng)倍數(shù)而不會(huì)損壞）。 電磁感應(yīng)式電壓互感器的等值電路與變壓器的等值電路相同。 電容分壓式電壓互感器 在電容分壓器的基礎(chǔ)上制成。其原理接線見(jiàn)圖2。 電容C1和C2串聯(lián)，U1為原邊電壓,為C2上的電壓?？蛰d時(shí),電容C2上的電壓為 由于C1和C2均為常數(shù)，因此正比于原邊電壓。但實(shí)際上，當(dāng)負(fù)載并聯(lián)于電容C2

62、兩端時(shí),將大大減小,以致誤差增大而無(wú)法作電壓互感器使用。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，在電容C2兩端并聯(lián)一帶電抗的電磁式電壓互感器YH，組成電容分壓式電壓互感器(圖3)。 電抗可補(bǔ)償電容器的內(nèi)阻抗。YH有兩個(gè)副繞組，第一副繞組可接補(bǔ)償電容Ck供測(cè)量?jī)x表使用；第二副繞組可接阻尼電阻Rd，用以防止諧振引起的過(guò)電壓。 電容式電壓互感器多與電力系統(tǒng)載波通信的耦合電容器合用，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，降低造價(jià)。此時(shí)，它還需滿足通信運(yùn)行上的要求。銘牌和識(shí)圖在測(cè)量交變電流的大電流時(shí),為便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流（我國(guó)規(guī)定電流互感器的二次額定為5A），另外線路上的電壓都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到變流和

63、電氣隔離作用，電流互感器就是升壓(降流)變壓器. 它是電力系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等。 1次側(cè)只有1到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測(cè)電路。2次側(cè)匝數(shù)多,導(dǎo)線細(xì),與阻抗較小的儀表(電流表/功率表的電流線圈)構(gòu)成閉路。電流互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于2次側(cè)短路的變壓器，一般選擇很低的磁密(0.08-0.1T),并忽略勵(lì)磁電流，則I1/I2=N2/N1=k。電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實(shí)際電流比勵(lì)磁電流是誤差的主要根源。0.2/0.5/1/3,1表

64、示變比誤差不超過(guò)1%。-電流互感器銘牌標(biāo)志電流互感器型號(hào)由以下幾部分組成，各部分字母、符號(hào)表示內(nèi)容：第一個(gè)字母：L電流互感器。第二個(gè)字母：F風(fēng)壓式；M母線式(穿芯式)。第三個(gè)字母：C瓷絕緣式；Z澆注式。第四個(gè)字母：B保護(hù)；D差動(dòng)。第一個(gè)字母：數(shù)字電壓等級(jí)(kV)。例如   LMZ0.66表示用環(huán)氧樹(shù)脂澆注的穿芯式電流互感器 0.66kV。額定工作電壓，互感器允許長(zhǎng)期運(yùn)行的最高相同電壓有效值。額定一次電流，作為互感器性能基準(zhǔn)的一次電流值。額定二次電流，作為互感器性能基準(zhǔn)的二次電流值，通常為5A或1A。額定電流比，額定一次電流與額定二次電流之比。額定負(fù)荷，確定互感器準(zhǔn)確級(jí)所依據(jù)

65、的負(fù)荷值。電流互感器二次K1、K2端子以外的回路阻抗都是電流互感器的負(fù)荷。通常以視在功率伏安或以阻抗歐姆表示。額定功率因數(shù)，二次額定負(fù)荷阻抗的有功部分與額定阻抗之比。準(zhǔn)確度等級(jí)，在規(guī)定使用條件下，互感器的誤差在該等級(jí)規(guī)定的限值之內(nèi)電力工程中計(jì)量常用的等級(jí)有0.2、0.5、0.2S、0.5S等。-注意事項(xiàng)：副邊繞組必須可靠接地，以防止由于絕緣損壞后，原邊高電壓傳入危及人身安全。副邊絕對(duì)不容許開(kāi)路。開(kāi)路時(shí)互感器成了空載狀態(tài)，磁通高出額定時(shí)許多(1.4-1.8T),除了產(chǎn)生大量鐵耗損壞互感器外，還在副邊繞組感應(yīng)出危險(xiǎn)的高壓，危及人身安全。互感器原理 在供電用電的線路中電流電壓大大小小相差懸殊從幾安到

66、幾萬(wàn)安都有。為便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。較早前，顯示儀表大部分是指針式的電流電壓表，所以電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級(jí)的（如5A等）。現(xiàn)在的電量測(cè)量大多數(shù)字化，而計(jì)算機(jī)的采樣的信號(hào)一般為毫安級(jí)（0-5V、4-20mA等）。微型電流互感器二次電流為毫安級(jí)，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。微型電流互感器也有人稱之為“儀用電流互感器”。（“儀用電流互感器”有一層含義是在實(shí)驗(yàn)室使用的多電流比精密電流互感器，一般用于擴(kuò)大儀表量程。）電流互感器原理線路圖微型電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作,變壓器變換的是電壓而微型電流互感器變換的是電流罷了。如圖繞組N1接被測(cè)電流，稱為一次繞組（或原邊繞組、初級(jí)繞組）；繞組N2接測(cè)量?jī)x表，稱為二次繞組（或副邊繞組、次級(jí)繞組）。微型電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實(shí)際電流比K。微型電流互感器在額定工作電流下工作時(shí)的電流比叫電流互感器額定電流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n微型電流