作者：马克联、张宏 主编
出版社：化学工业出版社
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电工基本技能项目化实训指导试读：
前言
前 言随着职业教育教学内容和课程体系调整改革的不断深化，项目化、任务式的教学手段得到越来越广泛的应用，与之相适应，职业院校电工技能实训教学也发生了很大变化。为了适应这种形势，我们根据几年来的实践教学经验编写了这本电工基本技能项目化实训指导教材，教材内容采用项目化和任务式的结构模式，将电工技能实训教学内容结合国家职业技能鉴定标准设计成一个个具体的任务，围绕工作任务来选择和组织相关知识点，给出具体实施步骤，并附有操作技能训练评分表，方便学校组织教学。
鉴于各职业院校自身条件和实际学时安排不同，本书中对实验仪器设备以及实训场所等未作统一要求，各学校可根据具体情况安排实训内容，选择实训设备和场所，学时数可灵活掌握。教学方式可采用独立设课，每周用两学时进行基础知识及基础实验的教学，前后各设两周的集中实训，分别进行基础和综合实训，或者按内容调整次序进行实训。本书也可以作为“电工技术基础”课程的配套辅助教材，基础部分与理论课同步穿插进行，最后进行综合实训。
本书可供高等职业院校、技师学院、中等职业学校的电气、机电、数控、汽车电子等专业选用，也可作为其他专业一体化教学的教材或参考书。
本书由马克联和张宏担任主编，陈恩、付德光任副主编。本书项目1由马克联、陈恩编写；项目2由张宏编写；项目3由付德光、陈恩、杨柳春编写；项目4的任务1、2、3由朱义书编写，任务4、5、6由李越、陈洁编写。全书由马克联、张宏统稿。
由于编者水平所限，书中难免存在不足之处，敬请广大读者批评指正。编 者2018年6月项目1 安全用电、电工测量、常用电工材料
项目综述
随着科学技术的迅猛发展，现代人类越来越多地使用着品种繁多的家用电器和电气设备，这些给人们的生活和生产带来了极大的便利。但在使用电能的过程中，仍存在着许许多多不注意安全用电的问题，极易造成人身触电伤亡或电气设备的损坏，甚至影响到电力系统的正常运行，造成大面积停电及电火灾等事故的发生，给人民和国家财产遭受极大的损失。在自动化技术中，要利用被控对象的电量信号来实施控制，就必须要通过电工测量这一关。所以随着自动化技术的不断提高，电工测量的地位也越来越重要。电工测量是由电工测量仪表和电工测量技术共同完成的。仪表是依据，技术是保证，材料是关键，一切的一切都得要有电工材料做支撑。
本项目将对安全用电及电工测量和常用材料的基础知识进行介绍，希望读者通过实训了解用电常识，掌握电气事故的急救处理方法，能够对电工测量原理有所了解，对测量技术有所掌握，对电工材料有个清晰的认识。任务一 安全用电
任务能力目标
• 触电与安全用电
• 安全用电措施和操作规程
• 电气事故急救处理1.1.1 电气安全事故案例
1990年8月2日，某厂值班电工在接线时，误将电源火线接入潜水泵的接地端，使泵体串电，造成操作工一人触电死亡，另一人被电伤。
1994年12月8日，新疆克拉玛依市一公共场所因舞台上方的照明灯燃着幕布，发生火灾，烧死323人，伤130人，其中中小学生288人。
2000年4月18日，兰州市某商厦的一节能灯镇流器发生故障，引燃其塑料外壳，导致特大火灾。肆虐的大火将整座四层的大厦基本烧2毁，大量商品化为灰烬，过火面积4786m，造成直接经济损失469万元。
2016年7月23日，北京某建筑防水工程有限公司工人在给河北某粮库粉刷外墙时，4人移动脚手架时触碰到高压线，造成3人死亡，1人受伤。
2016年7月19日傍晚，暴风骤雨突袭千年古城开封市，瞬间市区成为一片泽国。18时50分，该市汉兴路福兴家园母女二人触电；19时26分，五一路魏都路交叉口百岁鱼餐饮店对面一名58岁女性因路滑，扶助空调器室外机时触电；19时41分，开封市委西边十字路口一名20多岁的女性触电；20时28分，苹果园大宏世纪新城路口一名46岁男性触电。
案例多多，触目惊心。因此，必须十分注意安全用电，防止触电，以确保人身、设备、电力系统三方面的安全。1.1.2 触电与安全用电（1）电流对人体的作用
人体接触了低压带电体或接近、接触了高压带电体称为触电。人体触电时，电流通过人体，就会产生伤害，按伤害程度不同可分为电击和电伤两种。
电击是指人体接触带电体后，电流使人体的内部器官受到伤害。触电时，肌肉发生收缩，如果触电者不能迅速摆脱带电体，电流将持续通过人体，最后因神经系统受到损害，使心脏和呼吸器官停止工作而趋于死亡。这是最危险的触电事故，是造成触电死亡的主要原因，也是经常遇到的一种伤害。
电伤是指电对人体外部造成的局部伤害，如电弧灼伤、电烙印、熔化的金属沫溅入皮肤造成伤害等，电伤严重时亦可致命。（2）安全电压
人体触电的伤害程度与通过人体的电流大小、频率、时间长短、触电部位以及触电者的生理素质等情况有关。通常低频电流对人体的伤害高于高频电流，而电流通过心脏和中枢神经系统则最为危险。当通过人体（心脏）的电流在1mA时，就会引起人的感觉，称为感知电流；如若到50mA以上，就会有生命危险；而达100mA时，只要很短时间就足以致命。触电时间越长，危害就越大。
人体电阻通常在1～100kΩ之间，在潮湿及出汗的情况下会降至800Ω左右。接触36V以下电压时，通过人体电流一般不超过50mA，故我国规定安全电压的等级为36V、24V、12V、6V。通常规定为36V以下；但在潮湿及地面能导电的厂房，安全电压则定为24V；在潮湿、多导电尘埃、金属容器内等工作环境时，安全电压取为6V；而在环境不十分恶劣的条件下可取12V。（3）常见触电方式
触电大致可归纳为单线触电、双线触电以及跨步电压触电三种。
① 单线触电 人体接触三相电源中的某一根相线，而其他部位同时和大地相接触，就形成了单线触电。此时电流自相线经人体、大地、接地极、中性线形成回路，如图1-1所示。因现在广泛采用三相四线制供电，且中性线一般都接地，所以发生单线触电的机会也最多。此时人体承受的电压是相电压，在低压动力线路中为220V。图1-2是单线触电的另一种形式。即使人站在绝缘的木凳上，因灯泡或其他用电器的电阻小于人体电阻，人体承受的电压与相电压相差不太大，故这种触电也很危险。图1-1 单线触电图1-2 另一种形式的单线触电
② 双线触电 如图1-3所示，人体同时接触三相电源中的某两根相线就形成了两线触电。人体承受的电压是线电压，在低压动力线路中为380V。此时通过人体的电流将更大，而且电流的大部分流经心脏，所以比单线触电更危险。图1-3 双线触电
③ 跨步电压触电 高压电线接触地面时，电流在接地点周围15～20m的范围内将产生电压降。当人体接近此区域时，两脚之间承受一定的电压，此电压称跨步电压。由跨步电压引起的触电称为跨步电压触电。如图1-4所示。图1-4 跨步电压触电
跨步电压一般发生于高压设备附近，人体离接地体越近，跨步电压越大。因此在遇到高压设备时应慎重对待，避免受到电击。（4）常见触电原因
触电原因很多，一般是由于：
① 违章作业，不遵守有关安全操作规程和电气设备安装及检修规程等规章制度；
② 误接触到裸露的带电导体；
③ 接触到因接地线断路而使金属外壳带电的电气设备；
④ 偶然性事故，如电线断落触及人体。1.1.3 安全用电的措施
安全用电的基本方针是“安全第一，预防为主”。为使人身不受伤害，电气设备能正常运行，必须采取必要的各种安全措施，严格遵守电工基本操作规程，电气设备采用保护接地或保护接零，防止因电气事故引起的火灾发生。（1）基本安全措施
① 合理选用导线和熔丝，各种导线和熔丝的额定电流值可以从手册中查得。在选用导线时，应使其载流能力大于实际输电电流。熔丝额定电流应与最大实际输电电流相符，切不可用导线或铜丝代替，并按表1-1规定依电路选择导线的颜色。表1-1 特定导线的标记及规定
② 正确安装和使用电气设备。认真阅读使用说明书，按规程安装使用电气设备，如严禁带电部分外露、注意保护绝缘层、防止绝缘电阻降低而产生漏电、按规定进行接地保护等。
③ 开关必须接相线。单相电器的开关应接在相线（俗称火线）上，切不可接在零线上，以便在开关关断状态下维修及更换电器，从而减少触电的可能。
④ 合理选择照明灯电压。在不同的环境下按规定选用安全电压，在工矿企业一般机床照明灯电压为36V，移动灯具等电源的电压为24V，特殊环境下照明灯电压还有12V或6V。
⑤ 防止跨步电压触电。应远离断落地面的高压线8～10m，不得随意触摸高压电气设备。（2）安全操作规程
国家级有关部门颁布了一系列的电工安全规程规范，各地区电业部门及各单位主管部门也对电气安全有明确规定，电工必须认真学习，严格遵守。
为避免违章作业引起触电，首先应熟悉以下电工基本的安全操作要点。
① 上岗时必须穿戴好规定的防护用具。不同岗位安全用具及防护用具有所不同。
② 一般不允许带电作业。如确需带电作业，应采取必要的安全措施，如尽可能单手操作、穿绝缘靴、与导电体及接地体用橡胶毡隔离等，并需专人监护。
③ 在线路、设备上工作时要切断电源，经试电笔测试无电并挂上警告牌（如有人操作、严禁合闸）后方可进行工作，任何电气设备在未确认无电以前，均作为有电状况处理。
④ 按规定搭接临时线。敷设时，应先接地线；拆除时，应先拆相线。拆除的电线要及时处理好，带电的线头需用绝缘带包扎好。严禁乱拉临时线。
⑤ 使用电烙铁时，安放位置不得有易燃物或靠近电气设备，用完要及时拔掉电源插头。
⑥ 高空作业时应系好安全带。
⑦ 扶梯应有防滑措施。（3）接地与接零
触电的原因可能是人体直接接触带电体，也可能是人体触及漏电设备（因绝缘损坏而使金属外壳带电的设备）所造成的。大多数事故发生在后者。为确保人身安全，防止这类触电事故的发生，必须采取一定的防范措施。
① 保护接地 在中性点不接地的低压（1kV以下）供电系统中，将电气设备的金属外壳或构架与接地体良好的连接，这种保护方式称为保护接地。通常接地体是钢管或角铁，接地电阻不允许超过4Ω。如图1-5所示，当人体触及漏电设备的外壳时，漏电流自外壳经接地体电阻R与人体电阻R的并联分流后流入大地，因，所以PEP流经人体的电流非常小。接地电阻愈小，流经人体的电流越小，越安全。图1-5 保护接地原理
② 保护接零 在中性点已接地的三相四线制供电系统中，将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接，这种保护方式称为保护接零。如图1-6所示，当电气设备电线一相碰壳发生漏电时，该相就通过金属外壳与接零线形成单相短路，此短路电流足以使线路上的保护装置迅速动作，以切断故障设备的电源，消除人体触及外壳时的触电危险。图1-6 保护接零原理
③ 实施保护接零应注意以下几点
a．中性点未接地的供电系统决不允许采用接零保护。因此时接零不但不起任何保护作用，在电器发生漏电时，反而会使所有接在零线上的电气设备的金属外壳带电，而导致触电。
b．单相电器的接零线不允许加接开关及熔断器等。否则一旦零线断开或熔断器的熔丝熔断，即使不漏电的设备，其外壳也将存在相电压，造成触电危险。确需在零线上装熔断器或开关，则可用作工作零线，决不允许再用于保护接零，保护线必须在电网的零干线上直接引向电器的接零端。
c．在同一供电系统中，不允许设备接地和接零并存。因此时若接地设备产生漏电，而漏电流不足以切断电源，就会使电网中性线的电位升高，而接零电器的外壳与零线等电位，故人若触及接零电气设备的外壳，就会触电。
④ 接地的种类 低压电网的接地方式有3种5类。
⑤ 系统符号含义 第一个字母表示低压电源系统可接地点（三相供电系统通常是发电机或变压器的中性点）对地的关系，T—直接接地；I—不接地（所有带电部分与大地绝缘）或经人工中性点接地。第二个字母表示电气装置的外露可导电部分对地的关系，T—直接接地，与低压供电系统的接地点无关；N—与低压供电系统的接地点进行连接。后面的字母表示中性线与保护线的组合情况，S—分开的；C—公用的；C-S—部分是公共的。
a．TN系统 电源系统有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护线（导体）接到此接地点上。如图1-7所示。图1-7 低压电网TN系统接线方式
b．TT系统 供电网接地点与电气装置的外露可导电部分分别直接接地。如图1-8所示。图1-8 低压电网TT系统接线方式
c．IT系统 电源系统可接地点不接地或通过电阻器（或电抗器）接地，电气装置的外露可导电部分单独直接接地。如图1-9所示。图1-9 低压电网IT系统接线方式1.1.4 电气事故急救处理（1）触电急救
发生触电事故现场人员应当机立断以最快的速度采用安全、正确的方法使触电者脱离电源，因为电流通过人体的时间越长，伤害就越重。但切不可用手直接去拉触电者，以防再触电，然后视临床表现对触电者进行现场急救。
① 脱离电源有以下几种方法，可据具体情况选择。
a．拉断电源开关或刀闸开关。
b．拔去电源插头或熔断器的插芯。
c．用电工钳或有干燥木柄的斧子、铁锨等切断电源线。
d．用干燥的木棒、竹竿、塑料杆、皮带等不导电的物品拉或挑开导线。
e．救护者可戴绝缘手套或站在绝缘物上用手拉触电者脱离电源。
以上通常适用于脱离额定电压500V以下的低压电源。若发生高压触电，应立即告知有关部门停电。紧急时可抛掷裸金属软导线，造成线路短路，迫使保护装置动作以切断电源。
② 触电者脱离电源后，应立即进行现场紧急救护。触电者受伤不太严重时，应保持空气畅通，解开衣服以利呼吸，静卧休息，勿走动，同时请医生或送医院诊治。触电者失去知觉，呼吸和心跳不正常，甚至出现无呼吸、心脏停搏的假死现象时，应立即进行人工呼吸和胸外心脏按压。此工作应做到医生来前不等待，送医院途中不中断，否则伤者可能会很快死亡。具体方法如下。
a．口对口人工呼吸法（适于无呼吸但有心跳的触电者），如图1-10所示。病人仰卧平地上，鼻孔朝天头后仰。首先清理口鼻腔，然后松扣解衣袋。捏鼻吹气要适量，排气应让口鼻畅。吹2s来停3s，5s一次最恰当。图1-10 口对口人工呼吸法
b．胸外按压法（适于有呼吸但无心跳的触电者），如图1-11所示，病人仰卧硬地上，松开领扣解衣袋。当胸放掌不鲁莽，中指应该对凹膛。掌根用力向下按，压下一寸至半寸。压力轻重要适当，过分用力会压伤。慢慢压下突然放，一秒一次最恰当。图1-11 胸外按压法
c．对既无呼吸又无心跳的触电者应人工呼吸、胸外按压并用。先吹气2次（约5s内完成），再做胸外挤压15次（约10s内完成），以后交替进行。（2）电火警紧急处理
电气设备的绝缘老化、接头松动以及过载或短路都容易引起导线发热，引燃周围的可燃物，造成电气火灾，尤其在易燃易爆场所，造成的危害更大。为防止电气火灾事故的发生，必须采取必要的防火措施，如经常检查电气设备的运行情况，看接头是否松动、有无电火花发生、过载和短路保护装置是否可靠、设备绝缘是否良好、接地是否可靠等。对易燃易爆场所应按规定等级选用防爆电气设备，保持良好通风，以降低爆炸性混合物浓度。在能产生电火花和高温的设备周围不应堆放易燃易爆物品。
一旦发生电火警，必须按以下电气设备灭火规则进行处理。
① 立即切断电源。电气设备发生火灾时，着火的电器、线路可能带电，必须防止火情蔓延和灭火时发生触电事故。
② 切断电源后可用水或普通灭火器（如泡沫灭火器等）灭火。
③ 若必须带电灭火时，救火人员须穿绝缘靴、戴绝缘手套并选不导电灭火剂（如二氧化碳、二氧二溴甲烧）的灭火器或黄沙进行灭火，且要注意保持与带电体之间的距离。
任务练习题（1）组织参观变电所，了解有关安全技术知识和供电系统常识。（2）触电急救模拟训练。
① 使触电者脱离电源。
② 将触电者移至通风处静卧，解衣领、宽裤带。
③ 实施人工呼吸。用毛巾模拟触电者，进行“口对口”人工呼吸，吹2s、停3s，按节奏操作若干次；一人模拟触电者，另一人实施胸外按压心脏法，掌握好力度及频率。（3）图1-12所示单相电器保护接零的接法中，有无问题？错在何处？会造成什么危险？请绘出正确的电气图。图1-12 单相电器保护接零的错误接法任务2 电工测量技术基础
任务能力目标题
• 测量基础知识
• 电工测量仪表
• 测量技术基础1.2.1 测量基础知识
在自动化技术中，要利用被控对象的电量信号来实施控制，就必须要通过信号测量这一关。电工测量就是利用电工测量仪表对电路中的物理量（如电压、电能、磁通量等）的大小进行测量。所以随着自动化技术的不断提高，电工测量的地位也越来越重要。电工测量是由电工测量仪表和电工测量技术共同完成的，仪表是依据，技术是保证。（1）测量方法
测量方法有两种：一种是直接测量，即利用仪表直接测量出被测量的大小；另一种是间接测量，就是用直接测量量通过一定的关系式进行计算得出被测量，如伏安法测电阻。直接测量法又分为直接读数法（如用电流表测电流）和比较测量法，即通过比较被测量和标准量来确定被测量的值（如用电桥测电阻）。（2）测量误差及其处理
无论用什么样的仪表和测量方法，其测量结果与被测量的实际值之间都会有差异，这就是测量误差。测量误差一般可分为三类。
① 系统误差 在测量过程中遵循一定的规律且保持不变的误差。造成这种误差的主要原因是仪器本身的误差。另外，测量方法和测量依据的公式以及测量人员感觉器官不够完善也会产生系统误差。系统误差可引入更正值、采用特殊的测量方法（替代法、正负误差补偿法等）进行处理，来消除系统误差。
② 偶然误差 是由某种不确定的偶然因素造成的误差。在相同的条件下其表现时而偏大、时而偏小，但在大量重复测量下遵循统计规律。故尽可能多地重复测量，取其平均值可得较准确的结果。
③ 疏忽误差 测量者由于疏忽大意而产生的严重歪曲事实测量结果的误差。这类结果应予以摒弃，重新测量。（3）误差的表示方法
① 绝对误差测量值X与真实值X之差，称绝对误差，用X表0示。即： X=X-X0
绝对误差表征测量结果的偏差，即测量精确程度的高低，其单位与被测量的单位 相同。
② 相对误差 绝对误差X与测量值X之比称为相对误差，记作δX。
相对误差用来判断测量结果的相对精度。
③ 测量结果的表示 X±X读作“X正负偏差X”，也可以表示为：X(1±δX)。
测量值、误差及单位称为测量结果的三要素。（4）有效数字
所有可靠位加上一位估计位组成的数字称为测量值的有效数字。在表示测量结果时，必须采用正确的有效数字，不能多取，也不能少取。少取了会损害测量的精度，多取了则又夸大了测量的精度。1.2.2 电工测量仪表（1）分类
电工仪表常见的分类方法如下。
① 指示仪表 在电工测量领域中，指示仪表品种多，应用广泛，具体分类如下。
a．按工作原理分类，有磁电系、电磁系、电动系、铁磁电动系、感应系等类型。
b．按被测电工量的性质分类，见表1-2。表1-2 电工测量仪表按被测电工量的性质分类
c．按测量电流的种类分类，有直流仪表（用—或DC表示）、交流仪表（用～或AC
表示）和交直流仪表（用表示）。
d．按准确度等级分类，有0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、2.5级、5.0级七个等级类型。仪表在正常工作条件下使用时，仪表（相对）误差不超过仪表的基本误差—仪表等级的百分数，绝对误差等于相对误差与量程的乘积。一般0.1级和0.2级仪表用来作标准仪器，以校准其他工作仪表，而实验中多用0.5～1.5级仪表。2.5～5.0级通常用于要求不高的工程测量。
此外，量程不同，仪表误差也不同。将一个测量范围分成若干量程，其目的就是减小仪表误差，测量范围一定时，量程（即挡数）越多，测量误差越小，刻度线也越稀疏清晰。如0.5级伏特表，用满刻度15V的量程测量时，其仪表绝对误差为15×0.5%=0.075V；用30V量程测量时，绝对误差是30×0.5%=0.15V。显然，要测量15V以下的电压最好用15V的量程。选择量程时，一般是测量值在量程的三分之二以上，以便减小测量误差。
e．按使用方法分类，有安装式和便携式仪表。
② 比较仪表 用于比较法测量中，有交、直流电桥、电位差计等。
③ 数字仪表 采用数字测量技术，并以数码形式直接显示被测量值。常用的有数字电压表、数字电流表、数字万用表、数字电容表等。（2）结构与基本原理
电工指示仪表的测量原理是通过测量线路把被测量信号转换成测量机构可以直接测量的电磁量，再转换成转动力矩产生偏转而反映在指示器上。
① 磁电系仪表
a．结构。磁电系（也称动圈式）仪表的结构由固定的磁路系统和可动部分组成，如图1-13所示。在仪表的固定部分中，永久磁铁1的两极固定着极掌2，两极掌之间是圆柱形铁芯3，固定在仪表的支架上，用来减小两极掌间的磁阻，并在极掌和铁芯之间的空气隙中形成均匀辐射的磁场。圆柱形铁芯与极掌间留有一定的空隙，以便可动线圈4在气隙中运动。仪表的可动部分是用薄铝皮做成的一个矩形框架，上面用很细的漆包线绕有很多匝线圈。转轴5分成前后两个半轴，每个半轴的一端固定在动圈铝框上，另一端通过轴尖支承于轴承中。在前半轴上还装有指针6，当可动部分偏转时，用来指示被测量的大小。在指针上还有平衡装置，用来调整仪表转动部分的平衡。两个半轴上分别装有游丝7，用来产生反作用力矩，同时也用游丝把被测电流导入和导出可动线圈。图1-13 磁电系仪表结构1—永久磁铁；2—极掌；3—铁芯；4—可动线圈；5—转轴；6—指针；7—游丝
b．工作原理。磁电系仪表的工作原理是电与磁的相互作用。当可动线圈中流过电流时，由于永久磁铁的磁场和线圈电流相互作用，产生了电磁力（安培力），由转轴支承的可动线圈在力矩的作用下发生旋转，转动力矩的大小与线圈中通过的被测电流成正比，即M=cI。而转动力矩的方向取决于流进线圈的电流方向。动圈转动A1时将引起游丝的变形，进而产生反作用力矩M，它与线圈和指针的R偏转角成正比，即M=cα。随着线圈偏转角的增大，反作用力矩也R2增大，直到和转动力矩相等时，即M=M时，可动部分因所受力矩AR达到平衡而稳定在一个平衡位置上，此时指针有了一个稳定的偏转角α=cI(c=c/c），可见指针偏转角与电流成正比，所以指针在标度尺上12可直接示出电流的数值。
c．特点。刻度均匀、准确度高、灵敏度高、功率消耗小、构造精细、阻尼良好是磁电式仪表之优点。过载能力小、只能测量直流是动圈式仪表的缺点。故主要用于在直流电路中测量电流和电压。
如果配上整流器件可用于交流电流和电压的测量；配上变换器时，还可以用于非电量（如磁通量、温度、压力等）的测量。
② 电磁系仪表
a．结构。电磁系（亦称动铁式）仪表的结构也由固定和可动两部分组成，如图1-14所示。仪表的固定部分有固定线圈1和固定在线圈内侧的固定铁片2组成；可动部分有固定在转轴3上的可动铁片4、游丝5、指针6和阻尼片7、平衡锤8组成。当线圈1通电后，线圈内部形成的磁场使固定铁片2和可动铁片4同时磁化，且两铁片的同一侧为相同的极性，同性磁极相互排斥，产生转动力矩使可动铁片转动。如果线圈中的电流方向改变时，线圈所产生磁场的方向随着改变，同侧的磁化极性仍然相同，相互间作用力仍是排斥，转动力矩的方向保持不变，所以可以构成交直流两用仪表。图1-14 电磁系仪表结构1—固定线圈；2—固定铁片；3—转轴；4—可动铁片；5—游丝；6—指针；7—阻尼片；8—平衡锤
b．工作原理。由以上分析可知，电磁系测量机构的工作原理是将被测电流通过一固定线圈，由线圈产生的磁场磁化铁芯，利用铁芯与铁芯相互作用产生一定方向的转动力矩即M带动指针偏转，致使A游丝被扭，而产生反抗转矩M，当M=M时，达到平衡，指针便停RAR留在某偏转位置上，而指示出被测电量的值。
可以证明，当线圈中通入交流电时，偏转角α与电流的有效值的2平方成正比（α=cI），所以这种仪表的刻度是不均匀的。
c．特点。电磁系仪表的优点是可以直接测量较大电流或电压、过载能力强、结构简单牢固且价格低廉。缺点在于标尺刻度不均匀，另外，测量直流时有磁滞误差，测量中受外磁场影响大。可以制成交直流两用仪表，既可测量直流，又可以测量交流。
③ 电动系仪表
a．结构。电动系测量机构是利用两个通电线圈之间的电动力来产生转动力矩的，它有固定线圈1和可动线圈2两个线圈。固定线圈1分为平行排列、互相对称的两部分，中间留有空隙，以便穿过转轴。改变固定线圈两部分之间的串、并联关系可以得到不同的电流量程。可动线圈与转轴固接在一起，转轴上装有指针3和空气阻尼器的阻尼片4。游丝5用来产生反作用力矩，并起引导电流的作用。其结构如图1-15所示。
b．工作原理。当固定线圈通过电流I时，将建立一个磁场，通1过I电流的可动线圈处于固定线圈的磁场中，将受到磁场电磁力的作2用，结果使仪表可动部分在转动力矩的作用下发生偏转，直到与游丝的反作用力矩相平衡为止，指针停在某一刻度上便可读出指示值。
可以证明，偏转角α的大小与流过固定线圈的电流I及流过可动1线圈的电流I的乘积成正比，并与它们之间的相位差有关，即2α=cIIcosΦ。12图1-15 电动系仪表结构1—固定线圈；2—可动线圈；3—指针；4—阻尼片；5—游丝
c．特点。准确度高，能测交直流回路的电流、电压和功率。缺点是测量中读数易受外磁场影响、过载能力小、功耗大、价格偏高。它可以交直流两用，用来测量非正弦电流的有效值。适用于交流精密测量，可制成便携式交直流两用的电流表和电压表，还可制成测量功率的各种功率表。1.2.3 电工测量技术（1）电流和电压的测量
测量直流电流和电压需用磁电式仪表。
① 直流电流的测量 将磁电式仪表的测量机构直接串联接入电路，可用来测量电流，作为电流表来用。由于活动线圈的线径很细，允许通过的电流很小，电流表的量程（I）较小，一般都在几十微安g到几十毫安。为了测量更大的电流，就必须扩大仪表的量程，其方法是通过并联分流电阻（又称分流器）来实现。如图1-16所示，分流器的接线方式有并联式和环形分流式两种。当接入的分流电阻阻值越小时，由测量机构和分流器组成的电流表的量程就越大。
以图1-16（a）电流表直接接入为例，具体扩程步骤如下：
首先要知道表头的内阻R和满刻度电流I及需扩大量程的倍数ggn=I/I。g
根据并联电路原理，求出分流器的阻值R=R/(n-1)scg
多量程电流表常采用如图1-16（b）所示的分流器，它可有多个量程，称为环形分流式分流器。图1-16 电流表
② 直流电压的测量 在磁电式仪表测量机构的两端加上不同的电压时，将有不同的电流流过活动线圈，从而得到不同的偏转角度，所以它可以测量电压，作为电压表来用。但活动线圈的电阻不大，允许通过的电流又很小，因此电压表的测量范围（U=IR）极小，一ggg般只能作为毫伏表用。为了测量更大的电压，通常串接较大电阻值的电阻来实现，此电阻称为倍压电阻或倍压器，如图1-17所示。当接入的倍压电阻值越大时，由测量机构和倍压器组成的电压表的量程就越大。
在图1-17（a）中，若将电压表量程扩大m倍（m=U/U），则倍g压电阻R=(m-1)Rsvg图1-17 电压表
磁电系仪表串联几个倍压器，即可制成多量程电压表，如图1-17（b）所示。
由于电流表的内阻很小，使用时切勿将其并联在电路中，以免烧毁仪表。而电压表的内阻很大，使用时不可将其串联在电路中，否则将会使电路中的电流急剧下降，导致电路不能正常工作。
电压表和电流表的正确接线方法如图1-18所示，要特别注意它们的正、负端，应使电流从正端流入，负端流出，否则仪表的指针将反转，甚至损坏仪表。图1-18 电压表、电流表的正确接线（2）交流电流和电压的测量
测量交流电流和电压需用电磁式仪表。因电磁式仪表的线圈是固定的，它可用较粗的导线绕制，允许通过最大几百安培的电流，故电磁式仪表无需附加分流器就可测大电流。实际测量时，如图1-19所示，交流电流表通过电流互感器接入；交流电压表常通过电压互感器接入。图1-19 交流电流表和交流电压表的接线（3）功率的测量
电路功率的测量可用电动式瓦特表。直流电路和交流电路的功率计算公式分别为：直流功率 P=UI；交流功率 P=UIcosΦ。
电动式测量机构作为功率表使用时的线路连接原理如图1-20（a）所示。图1-20 单相功率表的接线
从图中可以看到它有两组线圈，一组是固定线圈和负载串联连接，流过的电流I就是负载电流I，称电流线圈。另一组串接一个倍压1电阻R后跨接在负载两端，是可动线圈（其电阻为R），称为电压SV1线圈。因R很大，可动线圈的感抗与之相比可忽略不计，所以流过SV的电流I不仅大小与负载上的电压成正比，而且与负载电压同相。故2可动线圈偏转角
该式说明，指针偏转角的大小正比于负载的有功功率。故可指示出有功功率瓦特数，因而功率表又称瓦特表。在直流电路中，功率表指针偏转角可直接指示电功率的大小。所以，电动式功率表既可测量直流功率，又可测量交流功率。
单相功率表的接法如图1-20（b）所示。为使接线不致发生错误，引起仪表反转，通常在电压线圈和电流线圈的一个接线端上标有“*”或“±”的极性符号，称为电源端。对于单相功率表的电压线圈“*”端，可以和电流线圈“*”端接在一起，也可以和电流的无符号端连在一起。前者称为前接法，适用于负载电阻远比功率表电流线圈电阻大得多的情况。后者称为后接法，适用于负载电阻远比功率表电压支路电阻小得多的情况。在这两种情况下，功率表电压支路中的电流可忽略不计，可提高测量准确度。（4）三相交流电功率测量的几种方法
在实际工程和日常生活中，由于广泛采用的是三相交流供电系统，因此，三相功率测量也就成为基本的测量。三相功率的测量仪表，大多采用单相功率表，也有采用三相功率表。其测量方法有以下几种。
① 一表法。仅适用于三相四线制供电系统三相对称负载的功率测量，如图1-21所示。此时功率表的读数为单相功率，由于三个单相功率相等，因此，三相功率是其三倍。图1-21 一表法测三相功率
② 二表法。适用于三相三线制供电系统的功率测量。此时，不论负载是星形接法还是角形接法，二表法都适用，其接线如图1-22所示。图中各功率表的读数并无实际物理意义，但三相功率P的测量结果总等于两表中的读数之和。图1-22 二表法测三相功率
③ 三表法。适用于三相四线制供电系统一般负载（对称或不对称）的功率测量。因三相功率等于各相功率之和，故用三只功率表分别测得各相功率，其接线方式如一表法测各相功率。测量结果为各相功率表读数之和。
④ 三相功率表法。适用于三相三线制供电系统三相功率的直接测量，功率表中的读数即为三相功率P。其接线方式如图1-23所示。图1-23 三相功率表法接线方式
电阻的测量、万用表的用法、绝缘电阻的测量、兆欧表的用法、电能的测量、电度表的用法将在后续项目中介绍。
任务练习作业（1）为减小测量误差，应让电流表的内阻尽量____，电压表的内阻尽可能____。（2）判断以下说法的正误
① 仪表的准确度等级越高，测量结果就越准确。（ ）
② 磁电系仪表又称动圈式仪表，电磁系仪表又称动铁式仪表。（ ）
③ 不能用单相功率表来测量三相电功率。（ ）（3）已知表头内阻为100Ω，满偏转电流50μA，如将其改装为0.5A的电流表，应并联一个多大的分流电阻？若将其改装为5V的电压表，应串联一个多大的分压电阻？任务3 常用电工材料
任务能力目标
• 导电材料介绍
• 电力线及其选用方法
• 绝缘材料介绍
• 磁性材料简单介绍
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]