电路实验仪器的安全使用与过载保护探讨

2019-03-20王晓磊

产业与科技论坛 2019年23期

□王晓磊

在电路实验中，“互感电路”、“感性电路功率因数的提高”这2个实验使用220V交流电压；“三相星形连接电路”实验使用380V交流电压。互感实验使用调压器；功率因数提高实验的测量仪器是T51型0.5级电磁系可携式毫安表、伏特表，D51型0.5级电动系可携式瓦特表；三相实验的测量仪器是T51型毫安表、伏特表。以上仪器都是给专业人员使用，没有过载保护装置。如果实验中仪器使用错误，会造成仪器的烧毁。学生是第一次使用这些仪器，容易接线错误，所以需要加装保险丝或者空气开关来保护实验仪器[1]。本文从加装保护装置和改进实验测量过程两方面介绍如何保护实验仪器。

一、互感实验中调压器的安全使用

互感电路采用两个电感线圈套在一起，其中大线圈15mH、小线圈3mH。交流电源采用接触调压器，型号TDGC2-0.5，输出电压0～250V，额定输出电流2A。调压器的改进建议：一是调压器使用三脚插头的电源线。如果使用二脚插头，容易造成电源接反，火线直接连通输出端x。二是建议调压器在220V输入A上加装2A保险丝，可以避免电压调大并且输出短接时调压器烧毁。如果保险丝加装在调压器输出a线路上，学生接线短路或者调大电压容易造成保险丝熔断，频繁更换保险丝。三是调压器的手柄用力过大容易造成手柄打滑、零位置错位，严重的时候手柄脱落，所以希望厂家能改进手柄的固定方式。在网络上搜索到“学生电源”可以输出2～16V的交流电压，猜想学生电源可以代替调压器做互感实验。

二、感性电路功率因数提高实验中测量仪器的安全使用

感性电路由镇流器、32W日光灯和启辉器构成，通过并联3.3μF电容来提高电路的功率因数。测量仪器介绍：T51型伏特表测量电压，使用300V量程；T51型毫安表测量电流，使用500mA量程；D51型瓦特表测量有功功率，使用+240V、0.5A量程。分别测量三次数据：第一次，不并联补偿电容；第二次，并联一个3.3μF的电容；第三次，将两个3.3μF的电容串联起来，电容值变为1.65μF，然后作为补偿电容并联。

通过实验可知：测量的电流没有超过500mA，并且电流表使用500mA的量程，所以可以在电源的火线上加装500mA的保险丝，来保护实验仪器。比如采用引线式保险丝座，可以加装在电源线上或者插排里面。

学生把线路接好后，先进行自己检查。学生检查无误，报告教师。经过教师检查后，学生才能通电测量。严禁私自通电，这是实验安全的保障措施。

三、三相实验中测量仪器的安全使用

三相电路实验板最上方的A′、B′、C′三个小孔是电压测量孔，每个电压测量孔下方是40W的磨砂灯泡。灯泡下方是可以拔插导线的接线柱，其中A相使用黄色导线，B相使用绿色导线，C相使用红色导线。最下方的N′是中线电压测量点，中线使用黑色导线。T51型伏特表测量电压；T51型毫安表测量电流。测量A相电流举例：先把黄色导线拔走，后把电流表表笔插入接线柱，电流表选择500mA量程，通电测量。测量情况分为：负载不对称是A相使用60W灯泡，B、C相使用40W灯泡；A相开路是黄色导线拔走；负载对称是A、B、C三相都使用40W灯泡。

三相电路实验的电流测量值没有超过500mA。用500mA保险丝加装在三相电路中测试，可以正常测量实验数据。保险丝可以起到保护电流表的作用。现在三相电路实验板上安装了空气开关，没有加装保险丝。空气开关起到保护的作用，而且可以作为电源开关方便学生通断电。

经过几年的摸索，通过改进实验测量过程来避免学生错用电流表测量三相电压。一是所有的电压测量完之后再测量电流，严禁电压、电流交叉测量。如果电压、电流混在一起测量，学生容易搞混。二是测电压前，把A′、B′、C′测量孔上的塑料头拔掉。学生测完所有电压后，通知教师检查数据。电压数据没有问题，学生才能测量电流。三是测电流前，先将A′、B′、C′三个小孔用塑料头堵上，防止电流表表笔误插入电压测量孔。

为了方便学生做实验，改进测量顺序。测量电压时，顺序是负载对称、A相开路、负载不对称；测量电流时，顺序反过来，顺序是负载不对称、A相开路、负载对称。这样学生做完实验之后，实验板又恢复成原来的样子。