一、功率表的兩種連接方式

　　1.功率表電壓線圈前接（jiē）電路
　　圖1為功率表電壓線圈前接電路，即功率表電壓線圈的發（fā）電機端(*U)與電流線圈的發電機端(*I)連接（jiē）後接至電源（yuán）端，電流線圈的非發電機端(I)接至負載端，而電壓線圈的另（lìng）一（yī）端則跨接至負載（zǎi）的另一端。此時流過功率表電流線圈的（de）電流I₁就是流過負載的（de）電流I，流過（guò）電（diàn）壓（yā）線圈的電流為I₂，功率表（biǎo）測得的負（fù）載功率包含了功率表電流線圈所消耗的功率(R_i為電流線圈的內阻)。由於，因此電流線圈的消耗功率可以忽（hū）略不計，功率表的讀數就是負載消耗的有功功（gōng）率。    

    圖1  電壓（yā）線圈前接電路（lù）

　　2.功率表電壓線圈後（hòu）接（jiē）電路
　　圖2為功率表電壓線圈後接電路，即功率表電壓線圈（quān）的發電機端(*U)與電流線圈的非發電機端(I)連接後接至負載端。此時流過（guò）電流線圈的電流I₁等於流過（guò）電壓線圈的電流I₂與流過負載的（de）電流I之和，電（diàn）壓（yā）線圈所加的電壓為負載電壓，功（gōng）率表（biǎo）測得的負載功率包含了功率表電壓線圈所消耗的功率U²/R_U(R_U為電壓線圈的內阻)。電壓（yā）線（xiàn）圈所消耗（hào）的功率究竟給測（cè）量造（zào）成多大的誤差，我們可通過（guò）下述實驗進行分析。    

圖2  電（diàn）壓線圈後接電路

　　二、實驗儀器

　　實驗用CWY-3型單相交流（liú）穩壓電源；準確度等級為0.2級的D₂型標準功（gōng）率表；準確（què）度等（děng）級為0.5級的D₂₆-W型（xíng）單相功（gōng）率表（biǎo）(電（diàn）壓量限選用300V，電流量限選用（yòng）0.5A)；準確（què）度等級為0.5級的T₁₀-V型電（diàn）壓表（biǎo）(量限選用（yòng）300V)；負載為白熾燈。

　　分別按圖3、圖4電路接線，調節交流穩（wěn）壓電源使輸出電壓U為220V，負載R依次接入15W、25W、40W、60W、100W的白熾（chì）燈。先用D₂型標準功率表測出各白熾燈的實際（jì）消耗功率，再用D₂₆-W型功率表分別測量功率（lǜ）表電壓線圈采用前接（jiē）方式、後接方式時各白熾燈所消耗（hào）的功率，測量結果見表1。
    

圖（tú）3  按電壓線圈（quān）前接電路接線

    圖4  按電壓線圈後接電路接線

    表1  功率表電壓線（xiàn）圈前（qián）接與後接的實驗數據
    注:表中a_x為測（cè）量值；a_H為（wéi）測量的實際值(標準表讀數)

　　三、實驗（yàn）結果誤差分析（xī）

　　由（yóu）表1可以看出，當電源電壓為220V時（shí），用同一（yī）隻D₂₆-W型功率表測量同一白熾燈消耗的（de）功率時（shí），功率表電壓線圈采用前接方式和後接方式的測量結果相差較大，其差值為4.8W。功（gōng）率表電壓線圈采用後接方式測量15W、25W、40W白（bái）熾燈消耗的功率,相對誤差分別高達36.25%、2.31%、13.66%。也就是說，負載（zǎi）消耗的有功功率愈小，電壓線圈內阻消耗的（de）功率所引起的誤差就愈大。因（yīn）為當功率表電壓線圈（quān）采用（yòng）後接方式測量各種瓦數的白熾燈消耗的功率時，功率表讀數包（bāo）含（hán）了電壓線（xiàn）圈內阻的消耗功率U²/R_U=4.8W，使測量結果產生誤差，測量的準確度降低。尤其是測量小功（gōng）率負載消耗的有功功率時，電壓線圈所消耗的功率引起的誤差不能忽略。    

　　四、結束語

　　上述主要（yào）討論當（dāng）功率表測量小功率負載消耗的（de）有功功率時，功率表（biǎo）電壓線圈采用後接方式引起的測量誤差。因（yīn）此在測（cè）量小（xiǎo）功率負載消耗的有（yǒu）功功（gōng）率時，為了減小電壓線圈內阻（zǔ）消耗功率（lǜ）對測（cè）量準確度的影響，功率表應采（cǎi）用電壓線圈前接方式，以保證測（cè）量的準確度。當測量電源（yuán）輸出有功功率時，功率表電壓線圈（quān）采用後接方式進行測量，則測量結果（guǒ）更準確(電源輸出的有功功率應包含負載消耗的有功功（gōng）率和功（gōng）率表內阻消耗（hào）功率兩部分)。總之，功率表電（diàn）壓線圈前（qián）接和電壓線圈後接兩種接線方式應（yīng）根據不同的應用場合來選擇，以提高測量的準確度。
　　作者單位【福建水利電力職業技術學院】