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2025-04-09
电压测量电路设计与优化
【摘要】：利用电压互感器间接测量三相交流电线电压的电路如图2-11所示，如果电压互感器的电压比N1/N2=50，电压表测得的电压值U2为200V，那么电路的实际电压值U1=U2=10000V。
电压测量也有两种方法：直接测量法和间接测量法。低电压适合用直接测量法测量，高电压适合用间接测量法测量。
1.电压直接测量电路
直接测量电压时，需要将电压表直接并联在电路中，测量直流电压要选择直流电压表，测量交流电压则要选择交流电压表。直流电压表和交流电压表如图2-7所示，直流电压和交流电压直接测量电路如图2-8所示，利用交流电压表测量三相交流电的线电压和相电压的电路如图2-9a、b所示。图2-9c为利用一台交流电压表测量三相电压。
图2-7 电压表
图2-8 电压直接测量电路
图2-9 利用交流电压表测量交流电压的电路
如果不需要长时间随时监视电路的电压大小，也可以使用万用表的电压挡来直接测量电路中的电压值。
2.电压间接测量电路
间接测量电压法适合测量高电压交流电路中的电压，在间接测量电压时，要用到电压互感器。
（1）电压互感器(https://www.chuimin.cn)
电压互感器是一种能将交流电压升高或降低的器件，其外形与结构如图2-10a、b所示，其工作原理说明如图2-10c所示。
图2-10 电压互感器
从图中可以看出，电压互感器由两组线圈绕在铁心上构成，一组线圈（称为一次绕组，其匝数为N1）并接在电源线上，另一组线圈（称为二次绕组，其匝数为N2）接有一个电压表。当电源电压加到一次绕组时，该绕组产生磁场，磁场通过铁心穿过二次绕组，二次绕组两端即产生电压。电压互感器的一次绕组电压U1与二次绕组电压U2有下面的关系：
图2-11 利用电压互感器间接测量三相交流电线电压的电路
从上面的式子可以看出，电压互感器绕组两端的电压与匝数成正比，即匝数多的绕组两端的电压高，匝数少的绕组两端电压低，N1/N2称为电压比。
（2）电压间接测量电路实例
利用电压互感器与电压表配合，可以间接测量交流电压的大小，由于电压互感器无法对直流进行变压，故不能用电压互感器来间接测量直流电压。使用电压互感器后，被测高压的实际值=电压表的指示值×电压互感器的电压比。
利用电压互感器间接测量三相交流电线电压的电路如图2-11所示，如果电压互感器的电压比N1/N2=50，电压表测得的电压值U2为200V，那么电路的实际电压值U1=U2（N2/N1）=10000V。
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