電路實驗儀器的安全使用與過載保護探討

□王曉磊

在電路實驗中，“互感電路”、“感性電路功率因數(shù)的提高”這2個實驗使用220V交流電壓；“三相星形連接電路”實驗使用380V交流電壓?；ジ袑嶒炇褂谜{(diào)壓器；功率因數(shù)提高實驗的測量儀器是T51型0.5級電磁系可攜式毫安表、伏特表，D51型0.5級電動系可攜式瓦特表；三相實驗的測量儀器是T51型毫安表、伏特表。以上儀器都是給專業(yè)人員使用，沒有過載保護裝置。如果實驗中儀器使用錯誤，會造成儀器的燒毀。學(xué)生是第一次使用這些儀器，容易接線錯誤，所以需要加裝保險絲或者空氣開關(guān)來保護實驗儀器[1]。本文從加裝保護裝置和改進實驗測量過程兩方面介紹如何保護實驗儀器。

一、互感實驗中調(diào)壓器的安全使用

互感電路采用兩個電感線圈套在一起，其中大線圈15mH、小線圈3mH。交流電源采用接觸調(diào)壓器，型號TDGC2-0.5，輸出電壓0～250V，額定輸出電流2A。調(diào)壓器的改進建議：一是調(diào)壓器使用三腳插頭的電源線。如果使用二腳插頭，容易造成電源接反，火線直接連通輸出端x。二是建議調(diào)壓器在220V輸入A上加裝2A保險絲，可以避免電壓調(diào)大并且輸出短接時調(diào)壓器燒毀。如果保險絲加裝在調(diào)壓器輸出a線路上，學(xué)生接線短路或者調(diào)大電壓容易造成保險絲熔斷，頻繁更換保險絲。三是調(diào)壓器的手柄用力過大容易造成手柄打滑、零位置錯位，嚴重的時候手柄脫落，所以希望廠家能改進手柄的固定方式。在網(wǎng)絡(luò)上搜索到“學(xué)生電源”可以輸出2～16V的交流電壓，猜想學(xué)生電源可以代替調(diào)壓器做互感實驗。

二、感性電路功率因數(shù)提高實驗中測量儀器的安全使用

感性電路由鎮(zhèn)流器、32W日光燈和啟輝器構(gòu)成，通過并聯(lián)3.3μF電容來提高電路的功率因數(shù)。測量儀器介紹：T51型伏特表測量電壓，使用300V量程；T51型毫安表測量電流，使用500mA量程；D51型瓦特表測量有功功率，使用+240V、0.5A量程。分別測量三次數(shù)據(jù)：第一次，不并聯(lián)補償電容；第二次，并聯(lián)一個3.3μF的電容；第三次，將兩個3.3μF的電容串聯(lián)起來，電容值變?yōu)?.65μF，然后作為補償電容并聯(lián)。

通過實驗可知：測量的電流沒有超過500mA，并且電流表使用500mA的量程，所以可以在電源的火線上加裝500mA的保險絲，來保護實驗儀器。比如采用引線式保險絲座，可以加裝在電源線上或者插排里面。

學(xué)生把線路接好后，先進行自己檢查。學(xué)生檢查無誤，報告教師。經(jīng)過教師檢查后，學(xué)生才能通電測量。嚴禁私自通電，這是實驗安全的保障措施。

三、三相實驗中測量儀器的安全使用

三相電路實驗板最上方的A′、B′、C′三個小孔是電壓測量孔，每個電壓測量孔下方是40W的磨砂燈泡。燈泡下方是可以拔插導(dǎo)線的接線柱，其中A相使用黃色導(dǎo)線，B相使用綠色導(dǎo)線，C相使用紅色導(dǎo)線。最下方的N′是中線電壓測量點，中線使用黑色導(dǎo)線。T51型伏特表測量電壓；T51型毫安表測量電流。測量A相電流舉例：先把黃色導(dǎo)線拔走，后把電流表表筆插入接線柱，電流表選擇500mA量程，通電測量。測量情況分為：負載不對稱是A相使用60W燈泡，B、C相使用40W燈泡；A相開路是黃色導(dǎo)線拔走；負載對稱是A、B、C三相都使用40W燈泡。

三相電路實驗的電流測量值沒有超過500mA。用500mA保險絲加裝在三相電路中測試，可以正常測量實驗數(shù)據(jù)。保險絲可以起到保護電流表的作用?，F(xiàn)在三相電路實驗板上安裝了空氣開關(guān)，沒有加裝保險絲?？諝忾_關(guān)起到保護的作用，而且可以作為電源開關(guān)方便學(xué)生通斷電。

經(jīng)過幾年的摸索，通過改進實驗測量過程來避免學(xué)生錯用電流表測量三相電壓。一是所有的電壓測量完之后再測量電流，嚴禁電壓、電流交叉測量。如果電壓、電流混在一起測量，學(xué)生容易搞混。二是測電壓前，把A′、B′、C′測量孔上的塑料頭拔掉。學(xué)生測完所有電壓后，通知教師檢查數(shù)據(jù)。電壓數(shù)據(jù)沒有問題，學(xué)生才能測量電流。三是測電流前，先將A′、B′、C′三個小孔用塑料頭堵上，防止電流表表筆誤插入電壓測量孔。

為了方便學(xué)生做實驗，改進測量順序。測量電壓時，順序是負載對稱、A相開路、負載不對稱；測量電流時，順序反過來，順序是負載不對稱、A相開路、負載對稱。這樣學(xué)生做完實驗之后，實驗板又恢復(fù)成原來的樣子。

四、結(jié)語

電路實驗中使用220V、380V的“強電實驗”需要加裝保護裝置來保護儀器的安全。采取的方法有加裝引線式保險絲座、面板安裝式保險絲座和空氣開關(guān)。根據(jù)實驗電路的電流大小，選取合適規(guī)格的保護裝置。改進實驗測量的步驟，讓實驗過程更加合理。實驗儀器的安全使用，可以保證實驗的順利進行。