电阻测量论文范文

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电流互感器是发电厂和变电站的重要设备，产品性能的好坏对电力系统的安全稳定运行有重要影响。出厂试验是保证产品性能的重要一环。而绝缘电阻试验是其他高压试验的基础，是一项简便而常用的试验方法，下面就生产过程中遇到的问题对绝缘电阻测量进行系统说明。

1测量原理

绝缘就是不导电的意思，世界上没有绝对“绝缘”的物质，在绝缘介质两端施加直流电压时，介质中总会有电流流过。这个电流可以看成由三种电流组成：由电导决定的漏导电流、由快速极化决定的电容电流和缓慢极化产生的吸收电流。其中漏导电流不随时间而改变，电容电流瞬间即逝，吸收电流随加压时间逐渐衰减，这个时间与试品的电容量有关，电容量越大，衰减时间越长，研究表明，吸收电流与被试设备受潮情况有关，吸收电流与时间的曲线叫吸收曲线。不同绝缘的吸收曲线不同，对同一绝缘而言，受潮或绝缘有缺陷时，吸收曲线也不相同，因此，可以通过吸收曲线来判断绝缘的好坏。

2使用仪表

目前常用的仪表是手摇式兆欧表，从外观上看有三个接线端子，它们是“线路”端子L-接于被试设备的高压导体上；“地”端子E-接于被试设备的外壳或地上；“屏蔽”端子G---接于被试设备的高压护环上，以消除表面泄漏电流的影响。兆欧表的内部结构是由电源和测量机构组成。电源是手摇发电机，测量机构为电流线圈和电压线圈组成的磁电式流比计机构。当摇动兆欧表时，发电机产生的电压施加试品上，这时在电流线圈和电压线圈中有两个电流流过，将会产生两个不同方向的旋转力矩，二者平衡时指针指示的数值就是绝缘电阻的数值。随着科技的发展，目前数字式兆欧表已经问世，其量程可以切换，测量速度快而且准确，体积小、质量轻，适合现场使用。我们使用的是ZC-7型手摇兆欧表，电压为2500V。

3影响绝缘电阻测量的因素

3.1湿度的影响随着周围环境的变化，电力设备的吸湿程度也随着发生变化。湿度增大时，绝缘因毛细管的作用，将吸收较多的水分，使电导率增加，降低了绝缘电阻的数值，尤其对表面泄漏电流的影响更大。电流互感器的制作过程中，最容易吸湿的阶段是出罐后的装配过程。因此，装配时，应选择晴好的天气而且器身暴露在空气中的时间不宜过长。

3.2温度的影响对于电流互感器这种使用富于吸湿的材料，其绝缘电阻随着温度的升高而减小。一般来讲，温度变化10度，绝缘电阻的变化达一倍。每次测量不可能在同一温度下进行，因此，必要时应对绝缘电阻数值进行温度换算。

3.3表面脏污的影响试品表面脏污会使表面电阻率大大降低，使绝缘电阻下降，在这种情况下必须消除表面泄漏电流的影响，以获得正确的测量结果。

3.4残余电荷的影响对有残余电荷被试设备进行试验时，会出现虚假的现象，当残余电荷的极性与兆欧表的极性相同时，会使测量结果虚假的增大。当残余电荷的极性与兆欧表的极性相反时，会使测量结果虚假的减小。因此，对大容量的设备进行绝缘电阻测量前，应对设备进行充分的放电。

此外，兆欧表的连线铰接或拖地也会使测量结果变小，外界电场的干扰以及测量时L端子和E端子接反都会对结果产生一定的影响，测量时应全面考虑，综合判断。

4电流互感器绝缘电阻的测量

电流互感器绝缘电阻的测量包括一次对二次及地、二次之间及对地、一次段间，以及生产过程中的储油柜、二次接线板和底座等。要做出正确的判断除了解上述影响绝缘电阻的因素还必须知道电流互感器的整体结构及原理，此外，对于生产过程中的干燥工艺、组装过程中脏污等也会影响测量结果。例如，2002年曾发现一台电流互感器二次某一个绕组对地的绝缘电阻不合格，经仔细检查发现为组装过程中不慎将一个细小的小铜丝短路于二次绕组和接线板之间，去除后再次测量，结论合格。绝缘性能是产品质量的重要指标，因此应严格控制出厂试验这一关。5结论

测量绝缘电阻是进行工频耐压、介质损耗、局部放电等其他高压试验的基础，它具有测量简便、易于发现绝缘的缺陷的优点。但必须了解它的测量原理以及对测量结果的综合判断，这样才能得到正确的结论。

6参考文献

1陈化钢.电力设备预防性试验方法.北京：中国科学技术出版社，2001

2邱昌容，曹晓珑.电气绝缘测试技术.北京：机械工业出版社，2001

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电表的反常规用法是近几年高考的热点问题，相对学生来讲也恰恰是一个难点问题。电表的反常规用法一般有这么两种设计方案，其一就是用电流表来测电压，题目里往往把已知确定阻值的电流表当作电压表使用或把一个电流表和一个定值电阻改装为电压表适用；其二就是用电压表来测电流，解题时需要把确定阻值的电压表当作电流表使用。

例1、现有一块灵敏电流表 ，量程为200，内阻约为1000，要精确测出其内阻R1教育学论文教育论文，提供的器材有：

电流表 (量程为1mA，内阻R2=50)；电压表(量程为3V，内阻RV约为3k)；

滑动变阻器R(阻值范围为0~20)；定值电阻R0(阻值R0=100)；

电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)；单刀单掷开关S一个，导线若干。

(1)请将上述器材全部用上，设计出合理的便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的1/3，将电路图画在图示的虚框内。

(2)在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算 表的内阻，表达式为R1=I2(R0+R2)/I1，表达式中各符号表示的意义是I1表示 表的示数，I2表示表的示数，R2表示 表的内阻，R0表示定值电阻的阻值毕业论文开题报告。

解析：此题目的本意是要考查学生对伏安法测电阻原理的掌握情况，但是该题目中所给出的电压表量程过大，只能用于保护电路使用。因此没有合适的电压表可以直接利用教育学论文教育论文，这时候我们必须依照伏安法测电阻的基本原理做出适当的改进，将电流表 和定值电阻R0改装成电压表，题目就迎刃而解了。

例2、从下面所给出的器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。

电流表A1(量程100mA，内阻r1约40，待测)

电流表A2(量程50，内阻r2=750)； 电压表V(量程10V，内阻r3=10k)；

电阻R1(阻值约100，作保护电阻用)； 滑动变阻器R2(总阻值约50)

电源E(电动势1.5V，内阻很小)；电键S，导线若干

(1)在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。

(2)若选测量数据中的一组来计算r1，写出所用的表达式并注明式中各符号的意义。

r1=r2I2/ I1 其中I1和I2分别表示A1和 A2的电流。

解析：本题给出了电压表和电流表，若采用下图所示的电路进行测量时教育学论文教育论文，电压表的示数不到满量程的1/20，测量值不准确，因为电表的示数没有接近量程的一半或一半以上。

因此，用上图所示的电路不能较准确的测量A1的内阻。这时候我们可以把已知电阻的电流表A2当做电压表来使用，电流表A2两端的电压可以由其示数和内阻推算出来，A2两端的电压也就是A1两端的电压，这样就可以较准确的测量出A1的内阻了毕业论文开题报告。

例3、使用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900-1000)。电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500；滑动变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。

(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。

或

(2)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示教育学论文教育论文，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx= U1r1 r2/( U2 r1—U1 r2)或(U2—U1 )r1/U1

解析：该题目还是测未知电阻Rx的阻值的，显然本题目并没有给出电流表，我们不难发现本题里面已知两个电压表，而且电压表的内阻都是已知的，用电压表的读数除以本身的内阻就可得到通过自身的电流了，因此，我们完全可以把电压表当电流表来使用。

总而言之，类似的实验都是考查伏安法测电阻的基本原理，只要实验目的明确，充分利用题目所给出的器材，不难找出解题思路。

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在工厂发供电系统中，电气设备较多。电气设备运行中发热产生温升，随着长时间运行，设备老化、积灰造成发热量增大，造成温升异常，如果不加以检测和控制，随着电力负荷的增长，如果原有的电气设备不加以检测和维护，对设备危害会很大。电气设备发生故障，故障点的电流及支路电流会增加，电气设备接头比同截面导线，出现超限负荷，后果是：接头松动，长时间后接头发热，设备老化，最严重发生电缆爆炸或者接头熔断。

1.温升产生的原因

电气设备发热时电流热效应引起，按照i²r的公式产生热量。公式说明，电气设备热量主要是两因素组成，即电流、电阻。

下面对影响接触电阻发热的因素进行分析：

接触电阻由两部分组成，收缩电阻Rs、表面膜电阻Rb。收缩电阻：电流流经电接触区域，由原来截面较大导体转入截面较小接触点，电流发生收缩，此现象呈现的电阻称为收缩电阻。表面膜电阻是在电接触面上，由于覆盖一层导电性差的物质，产生膜电阻。

接触电阻形式：点接触、线接触、面接触。接触形式与收缩电阻Rs的影响表现在接触点数目。通常情况，面接触点数最大Rs最小；点接触最小，Rs最大；线接触处于之间。

接触形式与膜电阻Rb的关系主要是接触点承受的压力F。接触压力F对收缩电阻Rs值、膜电阻Rb值影响最大，F增加，接触有效面积增大，接触点数增加，使Rs减小。接触不到位，触头失去弹性，接触压力F下降，接触面积减少，电阻Rs增大，膜电阻Rb受F的作用减弱或不受其影响，使表面膜电阻Rb增大。

接触表面光洁度对电阻有影响，主要表现为接触点数不同。电阻接触在长期工作中要受到腐蚀作用，电接触长期允许温度都很低，接触面金属基本不与周围介质接触，但介质中的氧从接触点逐渐侵入，并金属发生化学反映，形成氧化物，造成实际接触面积降低，使Rj增加，接触点温度上升。论文格式。

电化学腐蚀：两种金属构成电接触，会发生这种腐蚀。它使低价金属溶解，造成低价金属腐蚀。

电气发热使接触面形成氧化层薄膜，增加接触电阻。论文格式。氧化速度和触头温度关系密切，发热温度高，超过临界温度，氧化膜形成过程会加速，这就决定了接触面极限温度。此外，当发热温度超过极限值，接触部分的垫片会被退火，压力降低，使接触的电阻增加，最后导致连接状态破坏。

2.绝缘等级

绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。最高允许温度分别是（℃）105、 120 、130 、155 、180。

运行中电气设备，要求温度不大于绝缘等级。超过绝缘等级规定时，需要进行处理。

3.电气发热检查方法

3.1用试温蜡片

把试温蜡片粘贴在电气接点触头，运行中观察试温蜡片颜色变化情况，有60℃（黄色）70℃（绿色）80℃（红色），每达到一定的温度，相应的色块会变成黑色。

3.2使用红外线测温仪：

使用红外线测温仪可以直接对电气触头、电缆接头、电机外壳进行测温。测量误差小，使用方便。

4.使用红外线测温仪时应该注意的问题

（1）使用测温仪应当注意测量距离，按照使用说明书，一般最佳测量距离为1米，距离越远，误差越大。

（2）使用测温仪时应尽量避免红外光线穿透玻璃。虽然在产品说明书中注明可以穿透玻璃测量，但是在实际使用中发现，穿透玻璃使测量结果误差增大。所以应该尽量避免。

（3）在使用测温仪过程中，应该遵循定时、定点原则并做适当的记录。定时原则就是在24小时的某一个固定时间检测。定点原则是指在测量温度时的测温点应当固定，有条件的话，在检修状态应当做适当标记。论文格式。坚持定点定时原则并加以记录才能够及时发现异常发热的触点，并及时加以处理。

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转换法是初中物理研究的常用科学方法之一。某些物理现象或物理量无法直接观察或测量，这时可以利用它们与另外一些能够直接观察和测量的物理现象或物理量之间的内在联系，通过设计实验来间接推断和测量，这种方法叫做转换法。

在“探究电流热效应”实验中，要探究Q与I、R、t的关系，其难点在于当我们使用控制变量方法进行探究时，如何比较两电阻产生的热量多少？对初中学生而言，知识储备不够，不能准确测出电阻放出的热量多少，要完成探究，就只能把比较“热量”多少转换成比较与热量有关的其它可观察的现象或物理量，从而对热量做出近似比较，完成探究过程。在课堂教学过程中，我们可采用多种转换法来完成对电阻放出热量多少的比较，现把转换方案介绍如下：

转换方案一：把电阻放出热量多少转换成火柴被点燃的时间，火柴先被点燃的电阻放出的热量较多。

如图A所示，取一段电阻丝，把一根干燥的火柴头插入电阻丝中，当电阻丝通电产生热量初中物理论文，温度升高达到火柴着火点后，火柴会被点燃，因此在相同条件下，先被点燃的的火柴对应的电阻丝产生的热量较多。此方案操作简单方便，但不足之处是只有局部电阻丝放出的热量被火柴吸收，不能准确反应整个电阻丝放出的热量多少；同时火柴被点燃处的电阻丝会被烧灼而变形，不利于多次重复实验。

转换方案二：把电阻放出热量多少转换成蜡熔化的时间，蜡先熔化使火柴下落的电阻丝放出的热量较多。

如图B所示，取一段电炉丝，剪取长度合适的一段，在电阻丝的中间下方处滴几滴蜡，并把火柴头粘在电阻丝上，当电流流过电阻丝时，产生热量使温度升高，蜡便会熔化，火柴在重力作用下自由下落，因此，在相同条件下先下落的火柴对应的电阻丝产生的热量较多。此方案实验时间大大缩短，并可多次重复实验，不足之处是实验的精确性不够，只能反应局部电阻丝放出的热量，只能做出粗略判断。

转换方案三：把电阻放出热量多少转换成媒油在玻璃管中上升的高度，管中媒油上升较高的瓶内电阻放出的热量较多论文下载。

如图C所示，在锥形瓶中装满煤油，瓶塞中间插入一支空心玻璃管，利用电阻丝产生热量使煤油体积膨胀，管中煤油液面上升，在相同条件下，液面上升较快的瓶内电阻丝产生的热量较多。此方案较精确，不足之处是实验时间长，而且瓶口处容易因密封不严而漏油，影响实验准确性和污染桌面。

转换方案四：把电阻放出热量多少转换成媒油升高温度的多少，加热相同时间后媒油温度升高较多瓶内的电阻放出的热量较多。

如图D所示，在锥形瓶中装适量煤油，瓶塞中间插入一支温度计，利用电阻丝产生热量使煤油温度升高，在煤油质量相同条件下，温度上升较快的瓶子里的电阻丝产生的热量较多。此方案非常精确初中物理论文，且可通过调整煤油质量来调整实验所需时间，是一种较为理想的方案。

转换方案五：把电阻放出热量多少转换成红色液柱移动的距离，小液柱移动距离较多的瓶内电阻放出的热量较多。

如图E所示，在锥形瓶中的瓶塞中间插入一支两端开口的玻璃管，玻璃管中有一段红色液柱，利用电阻丝通电后产生热量，使瓶内空气温度升高，空气膨胀推动红色液柱向上运动。在相同条件下，液柱上升越快的瓶内电阻丝产生的热量较多。此方案非常灵敏，当空气受热后极易膨胀，现象明显，极大缩短实验时间，不足之处是操作不当易使红色液柱被推动而喷出玻璃管口，使实验无法继续进行。

总之，在探究电流的热效应实验中，每种转换法都能比较出两电阻丝放出热量的多少，从而完成实验探究。在教学过程中每位教师可根据本校的实验条件和学生的实验素养，选择适当的转换方案开展分组实验，激发学生学习兴趣，培养探究能力，提升物理学科素养。

参考文献：