《电⽓气测量》五版习题参考答案(说明)以下答案并不是标准答案,因为有的题⺫⽬目可能有多解,任何⼀一种解法都不能称为标准解法。
其次,计算中在遇到多位数时,允许取近似的有效数,有效数可以取三位。
有的时候也可以取四位或两位,这在⼯工程计算中都是允许的。
所以下⾯面答案中取近似值的⽅方法,也不是标准⽅方法,所有答案都仅供参考。
第⼀一章1.⽤用电压表测量实际值为220V的电压,若测量中该表最⼤大可能有±5%相对误差,则可能出现的读数最⼤大值为多⼤大。
若测出值为230V,则该读数的相对误差和绝对误差为多⼤大。
解:可能出现的读数最⼤大值为220+220×V若测出值为230V,则该读数的绝对误差为=230-220=10V相对误差为×100%×100%=4.5%2.⽤用量程为10A的电流表,测量实际值为8A的电流,若读数为8.1A,求测量的绝对误差和相对误差。
若所求得的绝对误差被视为最⼤大绝对误差,问该电流表的准确度等级可定为哪⼀一级?解:该读数的绝对误差为=8.1-8=0.1A该表的最⼤大引⽤用误差为×100%=×100%=1.25%按表1-1该电流表的准确度等级可定为1.5级3.⽤用准确度为1级、量程为300V的电压表测量某电压,若读数为300V,则该读数可能的相对误差和绝对误差有多⼤大,若读数为200V,则该读数可能的相对误差和绝对误差有多⼤大。
解:准确度1级、量程为300V的电压表,最⼤大绝对误差为若读数为300V,则该读数可能的最⼤大绝对误差为,相对误差为=读数为200V时,则该读数可能的最⼤大绝对误差仍为,此时的相对误差为=4.欲测⼀一250V的电压,要求测量的相对误差不要超过±0.5%,如果选⽤用量程为250V的电压表,那么应选其准确度等级为哪⼀一级?如果选⽤用量程为300V和500V的电压表,则其准确度等级⼜又应选⽤用哪⼀一级?解:如果选⽤用量程为250V的电压表,可选准确度为0.5级的电压表,其最⼤大绝对误差为在测量250V时相对误差不会超过±0.5%。
若选⽤用量程为300V的电压表,准确度为0.5级时,其最⼤大绝对误差为1.5V,测量250V时相对误差为=,不能满⾜足要求,必须选⽤用0.2级.最⼤大绝对误差为0.6V,测量250V时相对误差为=,不会超过±0.5%。
若选⽤用量程为500V的电压表,准确度为0.2级时,其最⼤大绝对误差为1V,测量250V时相对误差为=,可以满⾜足要求., 5.某功率表的准确度等级为0.5级,表的刻度共分为150个⼩小格,问:(1)该表测量时,可能产⽣生的最⼤大误差为多少格?(2)当读数为140格和40格时,最⼤大可能的相对误差为多⼤大?解:(1)该表测量时,可能产⽣生的最⼤大相对误差为,最⼤大绝对误差为(2)当读数为140格时最⼤大相对误差为=当读数为40格时最⼤大相对误差为=6.利⽤用电位差计校准功率表,设电路如附图1—1所⽰示,由图可知式中为电位差计测出的负载端电压读数,K为电位差计分压箱的衰减⽐比,为电位差计测出的串联标准电阻上的电压读数。
若电位差计测量电压的误差为±0.015%,标准电阻其铭牌阻值可能最⼤大误差为±0.01%,电位差计的分压箱衰减⽐比最⼤大误差为±0.02%,求测出的功率户的最⼤大可能误差。
附图1—1解:=1×0.02%1×0.015%+1×0.02%1×±0.015%1×0.01%=0.08%7.测量95V左右的电压,实验室有0.5级0--300V量程和1级0〜~100V量程的两台电压表供选⽤用,为能使测量尽可能准确,应选⽤用哪⼀一个。
解:⽤用0.5级0--300V量程的电压表测量95V电压,最⼤大绝对误差为最⼤大相对误差为=⽤用1级0〜~100V量程的电压表测量95V电压,最⼤大绝对误差为最⼤大相对误差为=可⻅见在测量95V电压的时候,0.5级0--300V量程的电压表准确程度,还不如I级0〜~100V 量程的电压表。
第⼆二章1.有⼀一磁电系表头,内阻为150Ω,额定压降为45mV,现将它改为150mA量程的电流表,问应接多⼤大的分流器,若将它改为15V的舶电压表,则应接多⼤大的附加电阻?解:改为150mA量程的电流表,可先求得表头的满偏电流==0.3mA求得扩程倍数n=分流器电阻改为15V的舶电压表的扩程倍数m=附加电阻2.有⼀一C2-V型电压表,其量程为150V/300V/450V,每⼀一量程的满偏电流都是3mA,求各量程的电压表内阻及相应的电压灵敏度。
⽤用三种量程分别测量100V的电压,问其表耗功率分别为多⼤大?解:各量程的电压表内阻1)150V量程的电压表内阻电压灵敏度=测量100V电压的表耗功率=2)300V量程的电压表内阻电压灵敏度=测量100V电压的表耗功=3)450V量程的电压表内阻电压灵敏度=测量100V电压的表耗功=3.有⼀一磁电系毫伏表,其量程为150mV,满偏电流为5mA,求该毫伏计的内阻。
若将其量程扩⼤大为150V,其附加电阻为多⼤大?若将其改为量程为3A的电流表,则应装接多⼤大的分流器?解:毫伏计的内阻量程扩⼤大为150V,其附加电阻按式2-18改为量程为3A的电流表,则应装接的分流器可从求得4.有⼀一磁电系电流表,其量程为lA,指针位于满刻度值位置时,表耗功率为1.5W,求内阻为多少?另⼀一磁电系电流表其量程为2A,指针位于满刻度值位置时,表耗功率亦为1.5W,则该表内阻为多少?解:量程为1A,表耗功率为1.5W的表内阻为量程为2A,表耗功率为1.5W的表内阻为5;某电动系电压表满偏电流为40mA,若要制成为150V/300V/450V三种量程,求各量程的附加电阻各为多少?电压灵敏度为多少?解:电动系电压表的内阻可认为近似等0,制成为150V量程的附加电阻为电压灵敏度为制成为300V量程的附加电阻为电压灵敏度为制成为450V量程的附加电阻为电压灵敏度为6.两个电阻串联后,接到电压为100V的电源上,电源内阻可略去不计,已知两电阻值分R1=40kΩ,R2=60kΩ两电阻上压降实际为多少?若⽤用⼀一内阻为50kΩ的电压表分别测量两个电阻上的电压,则其读数将为多少?解:R1电阻上压降为R2电阻上压降为若⽤用⼀一内阻为50kΩ的电压表测量,其值为若⽤用⼀一内阻为50kΩ的电压表测量R1电阻上压降,其值为7.⽤用⼀一只内阻为9Ω的毫安表测量某电路的电流,其读数为100mA,若在毫安表电路内再串联⼀一只20Ω电阻时,毫安表读数为80mA,问该电路不接毫安表时,电路的实际电流为多少?解:设电源电压为U,负载电阻为R,可得联⽴立求解可得R=71、U=8V不接毫安表时,电路的实际电流为8/71=112.7mA8.⽤用内阻为50kΩ的直流电压表测量某直流电源电压时,电压表读数为100V。
⽤用改⽤用内阻为为lOOkΩ的电压表测量,电压表读数为109V,问该电路的实际电压为多少。
解:设电源内阻为电源电压为联⽴立求解可得=9.8kΩ、电路的实际电压为119.6V9.有⼀一电压互感器,其变⽐比为6000V/100V,另有⼀一电流互感器,其变⽐比为100A/5A,当互感器⼆二次侧分别接上满程为100V电压表和5A电流表,测量某交流电路的电压与电流时,其读数分别为99V和3.5A,求⼀一次侧电路的实际电压与电流值。
解:(1)电压互感器变⽐比为:6000V/100V=60读数为99V时实际电压U=99V×60=5940V(2)电流互感器变⽐比为:100A/5A=20读数为3.5A时实际电流I=3.5A×20=70A10.某HL3型电流互感器;⼆二次测的额定阻抗为0.4Ω,现有三台电流表供选择:⼀一为D2型5A电流表,内阻为0.5Ω;第⼆二台为D2型5A电流表:其内阻为0.3Ω,第三台为T19型5A 电流表,内阻为0.08Ω。
问应选⽤用额定阻抗⼤大的;还是⼩小的较适合,如选⼩小的应选接近额定阻抗的还是越⼩小越好?解:电流互感器的⼀一次侧安匝树是不变的,电流表内阻较⼤大时,若⼆二次侧电流减⼩小,就会使磁化电流加⼤大,⼒力图使⼆二次侧电流有⼀一些增加保持变⽐比不变,因此会导致铁芯发热,所以电流表内阻原则上应选较⼩小的。
⼆二次测的额定阻抗为0.4Ω时,可选内阻偏⼩小的0.3Ω电流表。
电流表内阻⽐比额定阻抗⼩小太多时,也可能会使变⽐比改变造成误差,应选内阻接近额定阻抗的电流表。
11.AC9/1检流计的电流常数为A/div(1div=1°),如标尺距检流计⼩小镜为2m,光点偏转为50mm,求流过检流计的电流⼤大⼩小和检流计的灵敏度。
解:检流计的灵敏度=232×A12;采⽤用FJ10型分压箱扩⼤大电位差计量程,若被测电压分别为15V、220V,电位差计的最⼤大量限为1.8V,问应选择分压箱的⽐比率为多⼤大才适合。
解:被测电压为15V电位差计的最⼤大量限为1.8V,可选择分压箱的⽐比率为×10被测电压为220V,电位差计的最⼤大量限为1.8V,可选择分压箱的⽐比率为×200。
13.有⼀一只量程为100µA的电流表,满偏时表头压降为10mV,拟改装成lOmA/50mA/100mA/500mA的多量程电流表,试画出其测量电路图,并计算各分流器电阻。
解:可采⽤用开路式分流器,测量电路如下图已知表头内阻14.要求设计⼀一多量程电压表,其量程为50V/250V/500V,电压灵敏度为20000Ω/V,试选择表头及测量电路,并计算各档的附加电阻值。
解:从电压灵敏度为20000Ω/V,可选择表头满偏电流为1V/20000Ω=50A,表头内阻为2000Ω,该表头作为电压表使⽤用时,满偏电压0.1V,若采⽤用共⽤用附加电阻,其测量电路如下图,附加电阻值分别为量程为50V时量程为250V时量程为500V时15.⽤用万⽤用表测量某放⼤大电路的输⼊入信号为3dB,输出信号为53dB,求该电路的电压放⼤大倍数。
如果负载电阻为16Ω,试计算其功率放⼤大倍数。
解:3dB对应的电压值为1.1V,53dB对应的电压值为346V,该电路的电压放⼤大倍数为314倍。
或直接⽤用分⻉贝表⽰示,电压放⼤大倍数为53db-3db=50db。
输⼊入信号为3dB时功率为输⼊入信号为53dB时功率为功率放⼤大倍数为7482.2/0.075=9976216.⽤用0.5级、量程为50V、内阻为200kΩ的万⽤用表,和⽤用0.5级、量程为50V、内阻为2kΩ,的电磁系电压表,分别测量⼀一个电阻R=7.5kΩ上的电压,设电阻上的电压是50V,试⽐比较⽤用这两种表的可能存在的误差。