家庭电路和安全用电(修订版二)电能表

1、家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 1 家家 庭庭 电电 路路 和安和安 全全 用用 电电 （二）家用电能表（二）家用电能表 2011讲稿 2012修订 王 绍 符 新概念基础物理新概念基础物理 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 2 1.在老住宅中常用“感应式电能表感应式电能表” 2.在新住宅中常用“磁卡式预付费电能表磁卡式预付费电能表” 或“电子式电能表电子式电能表” 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 3 常用仪表常用仪表（包括教学实验用的电流表电压表）（包括教学实验用的电流表电压表） 准确度等级符号及其意义准确度等级符号及其意义 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 4

2、学校实验室中常用的电流表和电压表多为学校实验室中常用的电流表和电压表多为2.5级（级（数字外边数字外边 没有圆圈没有圆圈），即准确度为），即准确度为量限量限的的2.5%.以电压表为例：以电压表为例： 使用使用015 V量限时，分度值（量限时，分度值（30个小格之一个小格之一）为）为0.5 V，基，基 本误差为本误差为15 V 2.5%=0.375 V （1个小格的个小格的0.75）. 使用使用0 3 V量限时，分度值（量限时，分度值（30个小格之一个小格之一）为）为0.1 V，基，基 本误差为本误差为3 V 2.5%=0.075 V（1个小格的个小格的0.75）. 从而可知：从而可知： （1）

3、使用小量限时绝对误差小）使用小量限时绝对误差小. （2）接近满偏时相对误差小）接近满偏时相对误差小. （3）要求读数到分度值的十分之一没有实际意义，就近取）要求读数到分度值的十分之一没有实际意义，就近取 值值（或读半个格）（或读半个格）较为合理（较为合理（目前没有明确要求目前没有明确要求）. 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 5 感应式电能表感应式电能表 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 6 1 电流电磁铁电流电磁铁 2 电压电磁铁电压电磁铁 3 转轴转轴(附蜗杆附蜗杆) 4 制动永磁体制动永磁体 5 转盘转盘 家用感应式电能表基本结构示意图家用感应式电能表基本结构示意图 家庭电路

4、和安全用电(修订版二)电 能表 7 1转盘转轴转盘转轴 2蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆 3计数器计数器 感应式电能表积算器感应式电能表积算器 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 8 电压电磁铁和电流电磁铁产生的交变磁场穿过 转盘发生电磁感应，在转盘中出现感应电流(涡流)， 从而产生驱动转盘转动的转矩. 1 cosMkUI 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 9 制动永磁体的磁场使转动的转盘中出现蜗流， 产生制动作用. 制动转矩随驱动转矩的变化而变化， 制动转矩Mz与转盘的转速 n 成正比 z2 Mk n 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 10 当阻尼制动转矩Mz与驱动转矩M大小相等时 转盘匀

5、速转动，则有 z MM 12 coskUIk n 2 1 cos k UIn k 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 11 用一个比例系数k代替式中的两个比例系数的 比 ；又 为负载电路耗用的有功功率P. 功率P与转盘的转速 n 成正比，即 经历一定时间t后耗用的电能(即电流所做的 功)W=Pt，在此时间t内转盘的转数N=nt，则有 即转盘的转数N与耗用的电能W成正比. 2 1 k k Pkn WkN cosUI 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 12 上式 中的比例系数 k 的倒数用C表示，即 令 ，则有 C被称为电能表常数电能表常数，表示电能表每计量1 kWh电能 时转盘转过的转

6、数.此常数C常标在电能表的表盘上. 1 C k N C W WkN 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 13 基本电流 Ib,在表盘上 标在括号外的数值，此为测试基 本参数的电流. 最大额定电流 Imax, 在表盘上标在括号内的数值. Imax对Ib的倍数为负载宽度. 起动电流能使转盘转动的最小电流，对常用的电 能表来说为0.5%Ib 电能表的电流值电能表的电流值 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 14 磁卡式预付费电能表磁卡式预付费电能表 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 15 磁卡式预付费电能表是在感应式电能表的基础上加霍尔 传感器和专用微电脑而组成的.用户向供电部门购买电

7、能，拿 到手的是用电脑“写”在磁卡上的信息，包括用户密码，所 购电能数量，还可以包括设定负载电流大小的范围，等等 用户将磁卡插入自家的电能表上的插孔中，电能表内的 专用微电脑就会识别用户的密码，并“读”入有关数据，且 自动将新购电能数量与原来所剩余电能数量累加，显示在用 数码管组成的显示器上之后即可取出磁卡 用户随时插入磁卡，数码管显示器就会及时显示剩余电 能的数值. 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 16 电子式电能表电子式电能表 电子系电能表常数 标的是每用电1 kWh时 的脉冲数，如图所示的 电子式电能表常数C是 3200 imp/kWh. 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 17 某户所拥有家用电器42件，总功率功率15 kW，如何考虑选 用电能表？ 各种电器不可能都同时使用，计算时应乘以需用系数需用系数 kx经常使用的电器功率与所拥有的全部电器总功率的比 值 家庭需用系数kx一般在0.30.5之间，拥有电器总数越多 需用系数越小上述家庭电器总数多达42件，取kx0.3进行 计算，则计算负载计算负载 jx 0.3 15 kW4.5 kWPkP 电能表的选用电能表的选用 需用系数需用系数 家庭电路和安全用电(修订版二)电 能表 18