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关于电能表电流参数教学的思考

2017-11-14 4页 doc 16KB 14阅读

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关于电能表电流参数教学的思考关于电能表电流参数教学的思考 ——应尊重生活实际 常州市西夏墅中学 邮编213135 恽明 【摘 要】在有关“电能表电流参数”的教学中很多教师没有注意到教材的变化,或是受旧教材的影响,对电流参数理解不透彻,导致教学中出现科学性错误, 本文提出应尊重生活实际。 【关键词】电能表 基本电流 额定最大电流 一、引言 每当进行电能表教学时, 有些教师就会讨论电能表上两个电流参数的含义,甚至各执己见,互不相让。是什么原因让教师有不同的理解呢,我们不妨看一下不同版次的苏科版《物理九年级下册》对电流参数的解释。 2005年8月...
关于电能表电流参数教学的思考
关于电能表电流参数教学的思考 ——应尊重生活实际 常州市西夏墅中学 邮编213135 恽明 【摘 要】在有关“电能表电流参数”的教学中很多教师没有注意到教材的变化,或是受旧教材的影响,对电流参数理解不透彻,导致教学中出现科学性错误, 本文提出应尊重生活实际。 【关键词】电能表 基本电流 额定最大电流 一、引言 每当进行电能表教学时, 有些教师就会讨论电能表上两个电流参数的含义,甚至各执己见,互不相让。是什么原因让教师有不同的理解呢,我们不妨看一下不同版次的苏科版《物理九年级下册》对电流参数的解释。 2005年8月第2版中对“电流规格:10(40)A”解释:“电流规格”表示电能表持续工作时最大电流,括号里的数字表示允许在短时间内通过电流表的最大电流。2007年8月第2版中对“电流规格:2.5(10)A”解释:“2.5A”表示基本电流。它是确定仪表有关特性的电流值;括号里的数字“10A”表示额定最大电流,它是能满足电能表测量准确要求的最大电流值。 上面两种解释哪个合适呢? 在评判之前, 我们通过了解电能表的工作原理,来理解电能表电流参数的真正含义。 二、电能表工作原理及电流参数的含义 1、电能表工作原理 当把电能表接入被测电路时,电流线圈和电压线圈中就有交变电 流流过,这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通;交变磁通穿过铝盘,在铝盘中感应出涡流;涡流又在磁场中受到力的作用,从而使铝盘得到转矩(主动力矩)而转动。负载消耗的功率越大,通过电流线圈的电流越大,铝盘中感应出的涡流也越大,使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大,转矩也越大,铝盘转动也就越快。铝盘转动时,又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用,制动力矩与主动力矩方向相反;制动力矩的大小与铝盘的转速成正比,铝盘转动得越快,制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时,铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时,带动计数器,把所消耗的电能指示出来。这就是电能表工作的简单过程。 需要说明的是,上述电能表工作原理是针对感应式电能表而言。目前采用电子式电能表的用户越来越多,感应式电能表有被完全取代的可能,但是无论哪种电能表表,在计量电能原理上是一样的。 2、电流参数的含义 感应系电能表从原理到使用都与中学物理教学中最常见的磁电系直流电流表、电压表不同。用我们熟悉的磁电式直流电流表、电压表的使用知识套用在感应系电能表的使用上常出现一些误解。感应系电能表没有指针,而是通过转盘的转动带动积算机构,显示耗用电能随时间增长积累的总和,属积算式仪表,没有量限,也不存在超过量限问题。电能表所标电压、电流值为所接负载电路电压、电流,与用电器上所标的决定用电器额定功率的电压、电流值不同。电能表本身 耗电功率很小。感应系电能表有很大的过载能力,并非只要过载就有烧毁的危险。根据国家标准电能表标有两个电流值,如10(40)A。这里所标10A为基本电流(basic current),符号I,是确定仪表b 有关特性的电流值,也有称此电流值为标定电流。括号内所标40A为额定最大电流(rated maximurn current),符号I,为仪表能满max足标准规定的准确度的最大电流值。 下面我们进一步探讨一下“基本电流”(标定电流)和” 额定最大电流”的具体含义。 “基本电流”或“标定电流”,它是确定电能表有关工作特性的电流值,包括起动电流、测量精确度等指标。电学仪表的测量精确程度规定一律使用“级”来表示,通常有2级和2.5级(电表的等级是用来表示电表的精确度的。我国规定电表分为七个等级,它们是0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级)。等级数值越小。电表的精确度越高。通常所用电表的等级都在电表的度盘上标出。级别参数“2”实际上就是表示电表(如我们学生实验用的电流表、电压表等)达到其量程最大值时允许产生的最大误差值是量程的2%(用电表进行测量时,电表的指示值X与被测量的实际值X之间的差值ΔX,称为电0 表测量的绝对误差。绝对误差值与电表的量程X之比,以百分数表示n 出来的值称为电表的引用误差E,即E,(ΔX,X)×100,,我们nnn 一推到这就可以明白“2”的意思了),可以说任何表都只能说做到更精确而不可能消除误差,误差是不可避免的,在大学物理中我们还会知道有一个“测不准原理”,一个物理量假如由两个因素决定,我们 把其中的一个测准的同时另一个就会产生相对更大的误差,所以“测不准原理”是普遍原理。以家庭用感应式2.0级电能表为例,起动电流(能使电能表转盘连续转动的最小电流)为0.5%×I,在此电流下b电能表测量的精确最高。这样我们就自然明白了括号内的电流是什么意思了吧~即额定最大电流I是在满足标准规定电流准确程度的前max 提下,允许通过电能表的最大电流。 最大额定电流相对基本电流的倍数叫负载宽度。以10(40)A为例,10A是由起动电流决定的基本电流。40A是额定最大电流,当电流为40A时,电能表测得还是准确的,已经达到了电能表允许的最大误差。负载宽度可以是二倍、三倍、四倍,有的高达八倍,达不到二倍的只标基本电流值。也就是说如果某用户所装电能表只装有一个电流值,如5A,这只是基本电流值,并非允许通过的最大电流。对于这种电能表一般地说超载到120%是不会发生问题而且能满足电能表的准确测量。 说到这里,可以说电能表的电流参数意义已经很明确了。显然 ,2005年8月第2版的苏科版《物理九年级下册》中对“电流规格”的解释是不符合生活实际甚至可以说是错误的。那么我们生活中选择具有怎样“电流规格”的电能表呢, 三、选择合适的电能表 各个用户通常在选用电能表时,供电局是有基本要求的,而不是由用户随意选择的。因为各个用户平常使用电器的最大功率是不同的,机械式电能表是靠电压线圈和电流线圈的相互感应来驱动的,不 同规格电能表的灵敏度不同(机械部分的大小、摩擦力和线圈大小漆包线的粗细都不同最小驱动电流不同),如电能表选择的额定最大电流过大,而用户平时使用电器的功率过小,这样就会使电能的计量误差过大,出现用户“合理”占便宜的现象;反之,若用户平时使用电器的功率较大,而选择的电能表规格过小,长时间使用不仅出现计量结果偏大让用户“合理”吃亏的情况,而且还会出现电表因电流过大烧坏线圈的情况。此外,电流通过电能表时还有发热等损耗都应该考虑。所以,正常情况下应综合各因素来考虑,不要以为电能表能承受得了就可以。最合理的选择就是电路上的实际电流跟电能表上的额定最大电流接近。 综上所述,教材对电能表电流参数的解释的修改是非常必要的。同时。对我们物理教学工作也是一个重要启示:我们的教学应尊重生活实际。
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