感应式电度表工作原理中的物理现象和定理

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果感应式电度表工作原理中的物理现象和定理　　感应式电度表具有制造工艺成熟、生产加工简便、性能稳定可靠等特点。在日常生产和生活中应用广泛。电类专业人员需要掌握其工作原理，才能为其安装、调试、检查和维护等，打下良好基础。所以，学习和掌握其工作原理非常重要。感应式电度表原理中，包含较多物理上的现象和定理。这些物理知识的掌握，对于原理的学习至关重要。下面我们就从感应式电度表结构

2、入手，结合其物理现象和定理等，分析其工作原理。　　一、感应式电度表的结构　　感应式电度表，其测量机构基本结构主联盟要有以下四个部分构成：如图1所示是感应式电度表的结构示意图。　　1.驱动元件：电流元件1和电压元件2组成电度表的驱动元件。电流元件有导线截面较粗，匝数少，和负载串联的电流线圈及硅钢片叠合成的铁芯构成；电压元件由导线截面较细，匝数较多，和负载并联的电压线圈及铁芯构成。电流线圈和电压线圈共同产生转动力矩。　　2.转动元件：铝盘3和固定铝盘的转轴4构成电度表的转动元件，转轴上下安装有轴承。电度

3、表工作时，铝盘上产生的涡流和交变磁通共同作用产生转动力矩，驱动铝盘转动。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　3.制动元件：永久磁铁5构成电度表的制动元件。它可在铝盘转动时产生制动力矩，使铝盘转速与负载的功率成正比。这样，铝盘的转数可反映电能的大小。　　4.计度器：与转轴装成一体的蜗轮蜗杆传

4、动机构6和滚轮构成电度表的计度器。铝盘转动时，通过蜗杆、蜗轮及齿轮等传动机构带动滚轮组转动。滚轮侧面可有0～9的数码，滚轮间按照十进制数进位。这样，用通过滚轮上的数字来反映铝盘的转数，从而达到累计电能的目的，并可以从计度器窗口直接显示所测电能的度数。　　二、电度表工作原理与物理现象及定理　　1.驱动元件中产生的磁通方向判定，要利用电流的磁效应和安培定则：电流的磁效应指出，当通电导体通入电流时，在其周围就会产生磁场，这就是电流的磁效应。磁场方向，可以用安培定则判定。所以，在电度表通电后，其驱动元件的电

5、流元件和电压元件会产生磁场及磁通，其方向可用安培定则判定。这可以为后续移进磁场讲解，做好铺垫。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　2.驱动元件产生移进磁场：驱动元件产生移进磁场的分析，是电度表与案例分析的关键环节。要分析清楚产生的原理，这里需要几个物理相关知识的配合，解决几个问题。一是电流

6、线圈和电压线圈中电流的相位关系，电压线圈由于其线径细、匝数多，可近似为感性负载；电流线圈由于其线径粗、匝数少可近似于导线，其负载性质主要是受所接用电器影响，多数情况下我们可近似看成电阻性负载。由于两者负载性质的差异，其电流存在相位差，由感性负载的特点可判断电流线圈中的电流超前电压线圈中的电流。二是电流线圈和电压线圈产生磁通随时间变化情况，由于其他因素不变时，磁通和电流成正比，磁通和电流变化同步，得出两者磁通变化和电流同步。根据瞬时磁通波形，画出磁通强弱、位置、方向的变化。三是根据瞬时磁通的强弱、位置

7、、方向的变化，得到一个交变并移动的磁场，得出产生移进磁场的结论。　　3.转动铝盘中电磁力矩的产生：由于存在的移进磁场是一个交变磁场，根据电磁感应原理，在整块的铝板上会产生感应电流即涡流。涡流在磁场的作用下，会产生电磁力及电磁力矩。根据左手定则，可以判定电磁力矩的方向和磁场的移进方向一致。并且，在电压和电流线圈连接方式不变时，受力方向不变，即铝盘的转向不会该变。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经

8、济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　4.铝盘的匀速转动及转动周数和用电量的关系：根据物体转动平衡原理，只有当物体所受转矩为零时，才会匀速转动，制动原件起到产生阻尼力矩的作用。其阻尼力矩的产生及方向，也符合电磁感应原理，方向遵守左手定则。可以判定，阻尼力矩的方向和电磁力矩方向正好相反。当铝盘达到一定转速时，两者大小相等，铝盘就会匀速转动，即负载的功率不变。由于电磁转动力矩Mp=CP、C为常数，Mp与