电工作业人员《电工测量》电子教案.docx

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电工作业人员《电工测量》电子教案

教案名称：

电工测量教案

教师姓名：

罗毅编写日期：

2010年8月28日

教研组长签名：

日期：

一、题目：

电工仪表基本知识

二、教学目标：

（一）、了解电工仪表的分类

1、按照工作原理分类

（1）磁电式

（2）电磁式

（3）电动式

（4）感应式

2、按精确等级分类

3、按照测量方法分类

（二）、了解常用电工仪表的符号、名称及使用范围

三、教学内容及学时（2个课时）

1、电工仪表的种类

2、电工仪表的常用符号（见附表）

附表

四、重点：

常用电工仪表的分类、符号

五、教学类型及教学方法:

讲授法、演示法

六、讲课内容：

1、磁电式、电磁式、电动式、感应式仪表的结构、原理及应用

（1）、结构

（2）、工作原理

A、转动力矩

B、反作用力矩

C、阻尼力矩

D、读数装置

2、电工仪表等级（0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0）

3、常用电工仪表的符号、性能及使用范围

七、小结：

通过本次上课:

我们初步了解电工仪表的分类、符号及应用的一些基本知识。

为今后学习掌握电工仪表的正确使用奠定基本知识储备

八、作业

1、简要说出磁电式、电磁式、电动式、感应式仪表的构成、原理

2、写出常用电工仪表的符号、名称及测量对象

教案名称：

电工测量教案

教师姓名：

罗毅编写日期：

2010年8月28日

教研组长签名：

日期：

一、题目：

电流和电压的测量

二、教学目标：

1、了解电压表、电流表的型式选择

2、掌握电压表、电流表的正确使用方法

三、教学内容及学时（2个课时）

1、电压表、电流表型式和量程的选择

2、电压表、电流表的正确使用方法

四、重点：

电压表、电流表的正确选择

五、教学类型及方法：

讲课法

六、讲课内容：

（一）、电流表与电压表的选择

1．选择仪表的类型

（1）直流电流、电压的测量：

磁电系仪表。

（2）交流电流、电压的测量：

电磁系仪表、整流系仪表。

交流电量的精确测量可以选

用电动系仪表。

（3）交、直流两用：

一般情况下可选用电磁系仪表，需要精确测量时可以选用电动系

仪表。

2．选用仪表的准确度

（1）标准表、精测时：

0.1、0.2级。

（2）实验室用表：

0.5、1.0级。

（3）一般工程使用：

1.5、2.5、5.0级。

（4）附加装置的准确度：

分流电阻、分压电阻、仪用互感器等，其准确度应比仪表

本身高2—3档。

3．选择仪表的内阻

电流表：

内阻尽量小。

电压表：

内阻尽量大。

4．选择仪表的量程

（1）仪表的量程要大于被测量；

（2）把被测量范围选择在仪表标尺满刻度的三分之二以上范围内；

（3）无法估计被测量的大小时，应选用大量程的仪表测试后，再逐步换成合适量程的

上测量。

5．选择仪表的使用条件

（1）实验室：

便携式仪表。

（2）开关板、电气设备上：

安装式仪表。

（3）尽量满足仪表的使用环境要求选用A、B、C组仪表。

6．仪表的绝缘强度选择

要求仪表的绝缘强度要高于被测线路的电压

（一）、电流的测量

1、电流表型式和量程的选择

（1）、测直流：

可使用磁电式、电磁式或电动式仪表。

其中磁电式仪表的灵敏度和准确度最高。

所以一般选用磁电式。

（2）、测交流：

可使用电磁式、电动式、感应式。

其中由于电磁式可以用于交直流两用，所以一般选用电磁式。

（3）量程选择：

要对被测电流大小估计，来选择适当的仪表例如：

安培表、毫安表、微安表。

2、测量电流的连线

（1）、直流电流的测量

A、直接接入法（见教材63页图3-1）注意“+”、“-”极性。

B、带有分流器的接入法。

在使用带有分流器的仪表时，应正确接线（见教材63页图3-2）。

（2）、交流电流的测量

A、单相交流电的测量，连线见教材64页图3-3。

B、大电流的测量，一般使用电流互感器来扩大量程。

连线方式见教材64页图3-4。

3、在相同条件下，电流表内阻越小，准确度越高。

原理简单介绍。

（二）、电压的测量

1、电压表型式和量程的选择

电压表的选择和电流表在结构上基本一致，只是仪表的附加装置在电路的连接方式不一样：

电压表的附加装置是串联在电路中。

量程选择同样根据估计电压大小来选择伏特表或毫伏表。

2、连线方式

（1）、电压表的接线。

（见教材64页如3-5）电压表应串联在被测电压两端。

注意事项：

如果选用磁电式电压表测直流电压式，应注意“+”、“—”极性。

（2）、高于600V的交流电压测量。

应使用电压互感器

电压互感器的正确使用，特别强调“电压互感器二次线圈不能短路，且必须可靠接地”。

七、小结

通过本次学习，同学们了解能正确选用电压表、电流表，并能正确使用电压表、电流表包括电压互感器、电流互感器测量交、直流电压、电流，为今后的电工测量奠定基础。

八、作业

试用万用表测量照明用电电压。

注意万用表的正确使用。

教案名称：

电工测量教案

教师姓名：

罗毅编写日期：

2010年8月28日

教研组长签名：

日期：

一、题目：

兆欧表和接地电阻仪工作原理、使用范围

二、教学目标：

1、掌握兆欧表的应用范围

2、理解兆欧表的结构、原理。

3、了解接地电阻测量仪的基本构造及原理

三、教学内容及学时（2个课时）

1、绝缘电阻的测量

2、接地电阻的测量

四、教学重点：

1、兆欧表的工作原理

2、接地电阻测量仪工作原理

五、教学类型及方法：

讲授法、演示法

六、讲课内容

（一）兆欧表（又称为摇表）

1、兆欧表的使用范围

主要用于测量各种绝缘电阻，表盘刻度以MΩ为单位

3、兆欧表的结构原理

（1）结构：

由手摇发电机和磁电式比率表构成

（2）原理：

A、磁电式比率表原理：

原理图见教案65页图3-7，根据转矩公式，指针偏转角度

α=F（I1/I2）

该式说明磁电式比率表的偏转角度，只决定于两个动圈的比值而与其他因素无关。

这样可以克服手摇发电机转数不稳而引起的电压波动。

兆欧表的工作原理原理图见教材66页图3-8。

当M1=M2时，可动部分平衡，即有

I1f1（α）=I2f2（α）

I1/I2=f2（α）/f1（α）=f（α）

α=F（I1/I2）

即指针的偏转角只决定于两个线圈中电流的比值。

又因为

I2=U/（R2+r2）

I1=U/（R1+RX+r1）

=F（I1/I2）=F[（R1+RX+r1）/（R2+r2）]其中只有RX为变量，因而α能反映RX的大小.

3．兆欧表的接线

L（线路）---被测设备（工作时带电部分）

E（接地）---可靠接地（工作时不带电部分）

G（屏蔽）---电缆的屏蔽层（消除表面漏电流的影响）

（二）、接地电阻测量仪

1、接地电阻仪的测量对象：

用于电力设备接地体的电阻测量。

2、结构：

由自备100—150Hz交流电源和点位差计式测量机构组成

3、工作原理

原理图见教材70页图3-9。

测量时，电流流过被测接地体、电流流过仪表内的电位器，平衡时（指针指向零位时）有：

I1RE=I2R2则有：

RE=（N1/N2）R2（式中N1/N2是定值）被测电阻RE和电位器R2是正比例关系因此，可以从表盘直接读出。

3、兆欧表的使用注意事项

（1）设备停电，电容放电（2min）后才可进行绝缘电阻的测量。

（2）不能用双股线、绞线连接表的设备，两条线必须分开。

（3）手柄摇时应由慢到快摇至120r/min，若有短路指零，立即停止。

（4）测电容时，读数后不能立即停止，应渐渐减慢并同时拆线，而后再给电容放电。

（5）记录测量时的环境状况，如温度、湿度、设备状况等，以便于分析。

七、小结

通过本次上课，我们了解兆欧表、接地电阻测量仪的工作原理及测量对象，为今后兆欧表、接地电阻仪的正确使用打下基础。

八、作业

分析兆欧表、接地电阻仪的工作原理

为什么设备的绝缘电阻测量要用兆欧表，而不能用万用表？

教案名称：

电工测量教案

教师姓名：

罗毅编写日期：

2010年8月28日

教研组长签名：

日期：

一、题目：

模拟万用表

二、教学目标：

1、了解模拟万用表的机构及工作原理

2、掌握模拟万用表的正确使用：

能正确测量电压、电流、电阻

三、教学内容及学时（2个课时）

1、模拟万用表的结构

2、模拟万用表的工作原理

3、模拟万用表的正确使用

四、重点：

模拟万用表的正确使用

五、教学类型及方法：

讲课法、举例法

六、讲课内容

（一）、万用表的结构及工作原理

万用表的组成测量机构、测量线路、转换开关三部分组成。

1、测量机构

（1）、作用过渡量——→指针偏转

（2）结构

A、万用表常用磁电系测量机构，满偏电流一般在几微安---几百微安之间。

B、磁电系测量机构包括固定部分和可动部分

3．灵敏度

满偏电流越小灵敏度越高。

常用电压灵敏度来表示（Ω/V），越大越灵敏。

（二）、测量线路

1、作用

把不同的被测量（电流、电压、电阻等）——→过渡量（直流电流）。

万用表之所以能测量多种电量，是因为其内部有多套测量线路。

2．结构

测量线路主要由分流电阻（电流档使用，多个）、分压电阻（电压档使用，多

个）、整流元件（交流档使用，半波或全波）等组成。

一般来说，万用表的功能越多，其测量线路也越复杂。

（三）、转换开关

1、作用

把测量线路转换为所需要的测量种类和量程。

2、结构

多层多刀多掷开关。

500型万用表有两个转换开关，S1和S2。

（见教材76页图3—15）

S1：

二层三刀十二掷开关。

S2：

二层二刀十二掷开关。

2、万用表的工作原理（如图，见教材P76图3—15）

（1）直流电流的测量（主要介绍扩大量程的原理、方法）

（2）直流电压的测量（主要介绍扩大量程的原理、方法）

（3）电阻的测量（主要介绍扩大量程的原理、方法）

（4）交流电压的测量

（二）、万用表的使用方法及注意事项

1、识别测量表的正、负两极

（1）认真检查表笔位置

（2）测电压时应将表笔并入电路

（3）测电流时应将表笔串入电路

（4）测电阻是黑表笔是电池的正极、红表笔是电池的负极

2、测量对象，将转换开关拨到相应档位

（1）、选择测量对象（特别注意测量电压时，不要将转换开关拨到电阻或电流档上，否

则损坏万用表，简单介绍原理）

（2）、选择量程（应选择被测量的大小达到表头量程的1/2或2/3以上，如果不能预测被测量的大少，应先选用最大量程试测，在逐步换用适当的量程。

根据测量误差原理简单介绍）

3、读数时，要根据测量的对象在相应的标尺读数

（1）、标尺端标有“DC”或“—”的为直流电压和直流电流

（2）、标尺端标有“AC”或“～”的为交流电压和交流电流

（3）、有“Ω”的标尺是测量电阻专用

4、测量电阻时应注意以下事项

（1）、选择适当的倍率档，使指针尽量接近标尺的中心部分

（2）、测量电阻之前或调换不同倍率档后，应将两表笔调零。

（3）、不能带电测量电阻

（4）、用万用表测量半导体元件的正、反电阻时，应使用RX100档，不能使用高阻档。

（5）、严禁用万用表的电阻档直接测量微安表、检流计、标准电池等仪器的内阻。

5、测量电压、电流时应注意事项

（1）、要有人监护，如测量人不懂测量技术，监护人有权制止测量工作

（2）、测量时人身不得触及表笔的金属部分，以保证测量的准确性和安全

（3）、测量高电压和大电流时，在测量中不得拨动转换开关。

（4）、注意被测量的极性

七、小结

通过本次学习，大家了解了模拟万用表的结构及工作原理，以及如何用模拟万用表测量电压、电流、电阻。

在实际应用中要严格操作规范，注意安全。

八、作业

1、用万用表测量市电电压

2、用万用表测量家用电饭锅电阻。

教案名称：

电工测量教案

教师姓名：

罗毅编写日期：

2010年8月28日

教研组长签名：

日期：

一、题目：

用兆欧表测量电线绝缘电阻

二、教学目标：

1、掌握兆欧表的正确使用

2、学会用兆欧表测量电线绝缘电阻

三、教学内容及学时（2个课时）

1、兆欧表的选择

2、兆欧表的检查

3、兆欧表的正确接线

四、重点：

兆欧表的正确接线

五、教学类型及方法：

实际操作

六、讲课内容：

（一）、兆欧表的选择（见附表）

1、额定电压的选择：

兆欧表的额定电压应比电气设备的额定电压高一到二级。

2、兆欧表测量范围的选择：

测量范围与被测绝缘电阻相符合，否则误差大。

（二）、使用前的检查

1、使用前，先做开路和短路试验。

先将E和L开路，以120r/min转动摇表，观察指针是否指“∞”处。

2、再将E和L短路，观察指针是否之指“0处。

3、若两次试验指针指示不对，则说明兆欧表有故障，不能使用。

（三）、接线方法

E端接于电缆的外表皮上

L端接芯线

G端接在芯线最外层的绝缘包扎层上，以消除表面漏电流而引起的读数误差

按上述方法连接好线路

（四）、手摇发电机的操作

1、开始测量时，手摇速度要慢。

2、测量中保持摇把速度在120r/min，以输出额定电压。

3、时间持续一分钟，待指针稳定后读数。

（五）、使用注意事项

1、在测试前，应选取远离地磁场的地位

2、应使用专用测量线，或选用绝缘强度较高的两根单芯多股软线，不应选用绞型绝缘软线或平行线。

摇测时测试线不可与新测电气设备的外壳、地面接触，以免影响测量的准确度

3、摇表使用时，必须放置平稳，以免影响测量机构的自由转动，摇动手柄时勿使表受震动。

4、测量前，被测物必须切断电源和负载，并进行放电。

特别是电容性的电气设备，如电缆、大型电机、变压器、电容器等，应从分放电后进行摇测。

测量终了也应放电。

5、测量电容性设备的绝缘电阻时，应在取得稳定读数后，先取下测试线，在停止摇动摇把，以防被测物向摇表反充电而损坏摇表。

记录值可在15s和60s时各记录一数值，以判断绝缘吸收比。

6、测量前，必须将被测设备清扫擦拭干净，否则会影响测量结果。

7、测量前应了解周围环境的温度和湿度，当湿度过大时，应考虑接用屏蔽线，温度可作测量结果的分析因素。

不宜雷雨天气进行测试。

8、在测量过程中，如果指针指向“0”位，表明被测绝缘已经失效。

应立即停止转动摇把，防止烧坏摇表。

9、在测量过程中，禁止无关人员接近被测设备，操作人员也不得触及设备的测量部分或摇表的接线柱、测试线等。

对于测量后尚没充分放电的电容性设备，放电前所有人员都不得接近或触及，以防触电。

10、测量时应尽可能在设备刚停止运转时进行，以使测量结果符合运转时的实际温度。

附表兆欧表额定电压选择举例

被测对象

被测设备的额定电压/V

所选兆欧表的电压/V

线圈的绝缘电阻

500以下

500

线圈的绝缘电阻

500以上

1000

发电机线圈的绝缘电阻

380以下

1000

电力变压器、发电机、电动机线圈的绝缘电阻

500以上

1000～2500

电气设备绝缘

500以下

500～1000

电气设备绝缘

500以上

2500

瓷瓶母线刀闸

—

2500～5000

七、小结

通过本次试验，我们掌握了兆欧表测量电线绝缘电阻的方法，在试验中要严格遵守操作规程，负责容易出现事故。

同样我们也可以用兆欧表测量其他电气设备的绝缘电阻。

九、作业

1、分析试验数据，检验此电线是否符合该电线标注的电气性能。

教案名称：

电工测量教案

教师姓名：

罗毅编写日期：

2010年8月28日

教研组长签名：

日期：

一、题目：

用接地电阻仪测试接地电阻

二、教学目标：

1、掌握接地电阻仪的正确使用

2、学会用接地电阻仪测试接地电阻

三、教学内容及学时（2个课时）

1、在电力系统中接地的意义

2、接地电阻仪的工作原理

3、接地电阻仪的正确使用及注意事项

四、重点：

接地电阻仪的正确使用

五、教学类型及方法：

实际操作

六、讲课内容：

（一）、接地及接地电阻

1、所谓接地是指把电气设备和装置的某系部分与大地可靠的电连接。

在实际工作中，这个连接是通过接地装置来完成的。

2、接地装置包括接地线和接地体

3、接地的意义

保证电气设备正常运行和人身安全。

4、接地电阻包括：

接地线和接地体的电阻、接地体与土壤之间的接触电阻，接地点处与大地零点位点之间的土壤电阻。

在这些电阻中，前者可以忽略不计，接地电阻的大小主要取决于后者。

（二）、接地电阻的测量方法

1、电流表—电压表法

2、电桥法

3、补偿法

4、专用接地电阻测试仪

（三）、ZC—8型接地电阻仪的结构及工作原理

1、结构（主要由手摇交流发电机、电流互感器、电位器、检流计及测量电路组成）

2、工作原理（原理图见教材70页图3—9））

电路中有四个端钮，其中P2和C2应短接后接至被测接地极。

P1端钮连接电位辅助电极探针和电流辅助探针，电流辅助探针则连接在C1端钮。

电位辅助电极探针和电流辅助探针，应按照要求与被测接地体相距一定间隔设置

。

测量时，电流I1流过被测接地体、电流I2流过仪表内的电位器，平衡时（指针指向零）等式

I1RE=I2R2则可求得被测接地电阻为

RE=I2/I1=N1/N2=K1R2 显然，被测电阻RE与电位器电阻R2保持一定的比例关系，可以由仪表直接读出被测接地电阻值。

（四）、ZC—8型接地电阻测试仪测试接地电阻的方法和步骤（见教材71页图3—10）

1、拆开接地线与接地体的连接点

2、把两根辅助电极探针分别插入离接地体20M、40M远的地下，三者成一直线，两根探针均需垂直插入地面400mm深。

3、把仪表置于接地体附近平整的地方，然后进行接线：

用一根导线连接表上E端和待测接地体；用一根导线连接表上C端和40M远处的接地探针；用一根导线连接表上P端和20M远处的接地探针。

4、先将仪表调零，然后选择合适的量程。

5、以120r/min的速度均匀摇动手柄，当表的指针偏斜时，随即调节“测量标度盘”直至表针居中为止。

以“测量标度盘”调定后的读数，乘以量程倍数，即得被测接地体的接地电阻。

（五）、注意事项

1、先检查接地电阻测量仪及其附件是否完好；必要时作一下短路校零实验，以检验仪表的误差。

2、对于有配电网有导电性连接的接地装置，测量前最好与电网断开，以保证测量的准确性，并防止将测量电源反溃到配电网上造成其他危险。

3、正确连线

4、连接好线后，水平放置仪表，并选择适当的倍率，以提高测量精度。

随后，即可开始测量

5、测量连线应避免与邻近的架空线平行，防止感应电压的危险。

6、测量距离应选择适当，以提高测量的准确性。

如测量电极直线排列，对于单一垂直接地体或占地面积很小的复合接地体，电流极与被测接地体之间的距离可取40M，电压极与被测接地体之间的距离可取20M；对于占地面积较大的网络接地体，电流极与被测接地体之间的距离可取为接地网对角的2～3倍，电压极与被测接地体之间的距离可取为电流极与被测接地体之间的50%～60%。

7、测量电极的排列应避免与地下金属管道平行，以保证测量结果的真实性。

8、雨天一般不应测量接地电阻，雷雨天不得测量防雷装置的接地电阻。

9、如被测接地电阻小且测量连接线较长，应将C1与P2分开，分别引出连线接向被测接地体，以减小测量误差。

七、小结

通过用ZC—8型接地电阻测试仪对接地电阻的测量，掌握接地电阻测量的方法及注意事项，并能用该仪表测量其他电气设备的接地电阻

八、作业

简述仪ZC—8型接地电阻测量议的测量原理

教案名称：

电工测量教案

教师姓名：

罗毅编写日期：

2010年8月28日

教研组长签名：

日期：

一、题目：

用直流单倍电桥测量小型电机的直流电阻

二、教学目标：

1、理解直流单倍电桥工作原理

2、掌握直流单倍电桥的正确使用

三、教学内容及学时（2个课时）

1、直流单倍电桥工作原理

2、直流单倍电桥测量小型电动机的直流电阻

四、教学重点：

直流单倍电桥原理

五、教学类型及方法：

实验法

六、讲课内容

（一）直流单倍电桥工作原理（原理图见教材P80图3—16）

被测电阻Rx和标准电阻R2、R3、R4组成电桥的四个臂，在四边形定点cd间接入检流计P，在另外一对定点ab间接入电池E。

在测量时按下按钮SB接通电源，调节标准电阻R2、R3、R4，使检流计指示为“0”，则有I1=I2,I3=I4,而且c点电位和d点电位相等，因此有

Uab=Ucd即I1Rx=I4R

Ucd=Udb即I2R2=I3R3

两式相比得

Rx=（R2∕R3）*R4

电阻R2和R3的比值通常配成固定的比例，称为电桥的比率臂，电阻R称为比较臂。

在测量时，首先选取一定的比率臂，然后调节比较臂使电桥平衡，则比率臂倍率和比较臂读数值的乘积就是被测电阻的数值。

（二）、直流电桥的技术特性

1、电阻测量准确度较高

因为它将被测电阻与已知的标准电阻直接进行比较，而标准电阻的准确度可以做得很高，一般用与电桥桥臂的标准电阻的准确度可以达到10-4以上；再加上用于电桥平衡指示的检流计的灵敏度可以做得很高，测量时可以是电桥非常准确地处于平很状态。

2、直流电桥也可以制成双臂电桥，这种电桥测量范围很大，可以达到10-6～106Ω。

3、我国直流电桥的准确度等级

测量范围/Ω

使用条件

准确度等级

10-5～106

实验室

0.01、0.02、0.05

便携型

0.05、0.1、0.2、0.5、1、2

106～1012

实验室

0.02、0.05、0.1、0.2、0.5

（三）、实验设备

1、直流单倍电桥

2、小型电动机

（四）、直流电桥的使用方法

1、应根据被测电阻的阻值范围和测量准确度的要求，正确选用电桥。

所选用电桥的准确度等级应略高于被测量电阻所允许的误差。

2、正确选用外附检流计。

当需用外接检流计时，应适当选择其灵敏度。

若灵敏度太高，则电桥难以平衡；太低则达不到应有的测量准确度。

一般使得电桥在比较臂最低档时，外附检流计指示有明显变化即可。

3、当需外接电源时，电源的正负极应与面板上标有“+”、“-“的接线端钮分别连接。

外接电源的电压应根据所使用电桥的说明书来选择，一般为2～4.5V。

为保护检流计，在电源支路上最好串接一个可调电阻，测量时，可以逐渐减小电阻，以提高电桥的灵敏度。

对于双臂电桥，最好原用1.5～4.5V的容量大的蓄电池。

4、把被测电阻接到电桥面板上标有“RX”的两个接线端钮上。

5、测量前应线估计被测电阻值的大小，适当选择比例臂的倍率档。

选择倍率档的原则是，尽量使比较臂可调电阻的各挡得到充分的应用，以提高读数的准确度。

6、测量时先将检流计的锁钮打开，然后按下电源按钮并锁住，以接通电源。

再按下检流计按钮，观察检流计指针的偏转情况，松开检流计按钮。

根据指针的偏转情况，调节比较臂的标准电阻。

一般情况下，指针向“+”方向偏转，需增大比较臂阻值，反之则减小比较臂阻值。

如此反复进行，直至检流计指示为0。

有的电桥有粗调按钮和细调按钮，此时应先按下粗调按钮，调节吧比较臂和比例臂使检流计指示为0，在再按下细调按钮进行调节，使检流计指示为0。

7、测量完毕后，应先松开检流