電壓表是測(cè)量電壓的一種儀器。由永磁體、線圈等構(gòu)成。電壓表是個(gè)相當(dāng)大的電阻器,理想的認(rèn)為是斷路。
電壓表測(cè)量電壓的原理:
由于通電的導(dǎo)體就會(huì)有電流流過(guò)。當(dāng)電壓表去測(cè)量某電源的電壓時(shí),同樣要吧電壓表接到電源的正負(fù)接,或者測(cè)量某電阻兩端電壓就接到電阻的兩端。這樣就要電流流過(guò)電壓表,電壓表的偏轉(zhuǎn)線圈就有電流流過(guò)。
由于通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)跟電壓表里面的磁體相互作用,就產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。這個(gè)電流越大,偏轉(zhuǎn)就越大。也就是說(shuō)電壓越高,偏轉(zhuǎn)越大。這個(gè)關(guān)系就反映出電壓的大小了。
電壓表的日常維護(hù):
?。?)由于磁電系電流表的過(guò)載能力很小,使用時(shí)一定要注意連接電路的極性和量限的選擇。
?。?)若在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)指針?lè)聪蚱D(zhuǎn)或正向偏轉(zhuǎn)超過(guò)標(biāo)度尺上滿刻度線,應(yīng)立即斷電停止測(cè)量,待連接正確或重新選擇更大量限的電流表后再進(jìn)行測(cè)量。
?。?)當(dāng)測(cè)量工作完畢后,應(yīng)先斷電源,再?gòu)臏y(cè)量電路中取下電流表,將其放置在干燥、通風(fēng)和陰涼的環(huán)境中。對(duì)靈敏度、準(zhǔn)確度很高的微安表和毫安表,應(yīng)用導(dǎo)線將正、負(fù)端鈕連接起來(lái),以保護(hù)儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)。
在磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上加裝合適的測(cè)量線路,就構(gòu)成磁電系的電流表和電壓表。
(1)磁電系電流表的組成:
在磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)中,由于可動(dòng)線圈的導(dǎo)線很細(xì),而且電流還要經(jīng)過(guò)游絲,所以允許通過(guò)的電流很小,約幾微安到幾百微安。要測(cè)量較大的電流,必須加接分流電阻。因此,磁電系電流表實(shí)際上是由磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)與分流電阻并聯(lián)組成的,如圖所示。由于磁電系電流表只能測(cè)量直流電流,故又稱為直流電流表。
設(shè)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的內(nèi)阻為Rc,分流電阻為RA,被測(cè)電流為IX,根據(jù)并聯(lián)電路的分流公式,流過(guò)測(cè)量機(jī)構(gòu)的分電流IC應(yīng)為:
其中的n稱為電流量程的擴(kuò)大倍數(shù)。式中說(shuō)明,要使電流表量程擴(kuò)大n倍,所并聯(lián)的分流電阻RA應(yīng)為測(cè)量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻RC的1(n-1)??梢?jiàn),對(duì)于同一測(cè)量機(jī)構(gòu),只要配上不同的分流電阻,就能制成不同量程的電流表。這就是磁電系電流表的擴(kuò)程依據(jù)。
一般情況下,RA比RC小得多,故被測(cè)電流IX的絕大部分要經(jīng)分流電阻分流,實(shí)際通過(guò)測(cè)量機(jī)構(gòu)的電流IC只是IX的很小一部分。同時(shí),當(dāng)RC與RA數(shù)值一定時(shí),IX與IC之比也是一定的。因此,只要將電流表標(biāo)度尺的刻度放大IX/IC倍,就能用儀表指針的偏轉(zhuǎn)角來(lái)直接反映被測(cè)電流的數(shù)值。
(2)磁電系電壓表的組成:
一只內(nèi)阻為RC滿刻度電流為IC的磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu),本身就是一只量程為UC=ICRC的直流電壓表,只不過(guò)它的電壓量程很小。如果需要測(cè)量更高的電壓,就必須擴(kuò)大其電壓量程。根據(jù)串聯(lián)電阻可分壓的原理,我們給測(cè)量機(jī)構(gòu)串聯(lián)上分壓電阻RV,就可擴(kuò)展表的量程,如圖說(shuō)是,可見(jiàn),磁電系直流電壓表是有電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)與分壓電阻串聯(lián)組成的。
設(shè)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的額定電壓為UC=ICRC,串聯(lián)適當(dāng)分壓電阻RV后,可使電壓量程擴(kuò)大為U, 此時(shí),通過(guò)測(cè)量機(jī)構(gòu)的電流仍為IC,且IC與被測(cè)電壓U成正比,所以,可以用儀表指針偏轉(zhuǎn)角的大小來(lái)反映被測(cè)電壓的數(shù)值。
根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn):
若令為電壓量程擴(kuò)大倍數(shù),則
式中說(shuō)明,要使電壓表量程擴(kuò)大m倍,需要串聯(lián)的分壓電阻是測(cè)量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻RC的(m-1)倍。
電壓表并聯(lián)在被測(cè)電路中,用來(lái)測(cè)量被測(cè)電路的電壓值。按所測(cè)電壓的性質(zhì)分為直流電壓表、交流電壓表和交直兩用電壓表。就其測(cè)量范圍又有毫伏表、伏特表之分。按動(dòng)作原理分為磁電式、電磁式和電動(dòng)式等。
1、電壓表的選擇
電壓表的選擇原則和方法與電流表的選擇基本相同,主要從測(cè)量對(duì)象、測(cè)量范圍、要求精度和儀表價(jià)格等幾方面考慮。測(cè)量精度要求不高,一般多用電磁式電壓表。而對(duì)測(cè)量精度和靈敏度要求高的,多常采用磁電式多量程電壓表,其中普遍使用的是萬(wàn)用表的電壓檔。
2、使用方法及注意事項(xiàng)
?。?)一定要使電壓表與被測(cè)電路的兩端相并聯(lián)。
?。?)電壓表量程要大于被測(cè)電路的電壓,以免損壞電壓表。
?。?)使用磁電式電壓表測(cè)量直流電壓時(shí),要注意電壓表接線端上的“+”、“—”極性標(biāo)記。
?。?)電壓表具有內(nèi)阻,內(nèi)阻越大,測(cè)量的結(jié)果越接近實(shí)際值。為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度,應(yīng)盡量采用內(nèi)阻較大的電壓表。
?。?)測(cè)量高電壓時(shí)要使用。電壓互感器的初級(jí)線圈并接在被測(cè)電路上,次級(jí)線圈額定電壓為100伏,與量程為100伏的電壓表相接。電壓表指示值乘以電壓互感器的變壓比,為所測(cè)實(shí)際電壓的數(shù)值電壓互感器在運(yùn)行中要嚴(yán)防次級(jí)線圈發(fā)生短路,通常在次級(jí)線圈中設(shè)置熔斷器作為保護(hù)。