验电器的原理

现代社会离不开电。当你每天享受着电灯、空调、电话、互联网带来的便利时，你是否想过科学家是如何搞清楚其中的原理的?　　在《电气时代序章》(The Prologue of Electrical Age)中，我们将通过大约20个重要而美丽的历史仪器，回顾1600—1900年间的电学历史。利用科学准确、高品质的电脑图像(CG)，我们设法还原这些历史仪器当年的风采，并给出它们工作的原理和与之相关的重要科学发现。　　我们计划《电气时代序章》的最终形态是一本图文并茂的科普书籍和一个互动的iPad App。我们目前正在寻找项目的合作文字作者。如果您是一位有经验的科普作家并且对这个项目感兴趣，欢迎联系我们(liangyan@novoedu.com)。下面是项目预览：　　《电气时代序章》分为8个主题，对近20种重要的历史仪器，相关科学家及其重要科学发现进行介绍。以下是10种仪器的预览。　　?威廉吉尔伯特于1600年发明的静电验电器，这是最早的静电检测装置。吉尔伯特是最早区分电学和磁学现象的科学家。　　?奥托冯居里克于1663年发明的摩擦起电装置。用手磨擦黄色的硫磺球后，硫磺球可以吸引羽毛等小物体。居里克当时并不清楚其实验现象的本质，他认为硫磺球对其他物体的吸引力类似于地球的引力。　　?让-安托万诺莱于1753年发明的静电发电机。用手或者皮毛磨擦快速旋转的空心玻璃球体可以在玻璃表面产生大量的静电荷。　　?莱顿瓶由冯 克莱斯特在1745年和穆森布罗克在1745-1746年独立发明，其名称来源于穆森布罗克所在的城市莱顿城。莱顿瓶是最早的电容器。　　?本杰明富兰克林在1758年发明的莱顿瓶电池组。富兰克林是最早用Battery这个单词来描述电池组的。之前Battery指的是军事上的排炮。　　?夏尔奥古斯丁库仑于1785年所发明扭秤装置。通过这个精密的仪器，库伦发现了著名的库伦定律。　　?亚历山德罗伏特于1800年发明的伏打电堆。这是第一个可以连续供电的化学电池。伏打电堆的发明极大推动了电化学和电磁学的进展。　　?迈克尔法拉第于1821年所发明的电磁旋转装置。这个装置是所有电动机的前身。　　?迈克尔法拉第于1831年发现著名的电磁感应现象。上图是1832年皮克西根据法拉第的研究成果发明的第一台电磁感应发电机。　　?海因里希赫兹于1886年发明的用于电磁波检测的实验装置。通过这套实验装置，赫兹首次证实电磁波的存在，并测定电磁波的传播速度于光速相同。

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2024年，科学仪器行业迎来大规模设备更新的“泼天富贵”。　　3月13日，国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》，明确到2027年，工业、农业、教育、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上。　　5月25日，国家发改委、教育部联合印发《教育领域重大设备更新实施方案》。支持职业院校(含技工院校)更新符合专业教学要求及行业标准，或职业院校专业实训教学条件建设标准(职业学校专业仪器设备装备规范)的专业实训教学设备。　　以下为仪器信息网整理中等职业学校风电场机电设备运行与维护专业仪器设备装备规范：中等职业学校风电场机电设备运行与维护专业仪器设备装备规范　　本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。　　本标准由中华人民共和国教育部职业教育与成人教育司提出。　　本标准由全国教学仪器标准化技术委员会(SAC/TC 125)归口。　　本标准起草单位：教育部职业教育与成人教育司、教育部教育装备研究与发展中心、中国职业技术 教育学会职业教育装备专业委员会、中国半导体行业协会 IC 分会、太阳能光伏产业校企合作职业教育 联盟、浙江衢州中等专业学校、宁夏青铜峡市职业教育中心、南京康尼科技实业有限公司、湖北众友科 技实业股份有限公司、浙江亚龙教育装备股份有限公司、浙江求实科教设备有限公司、浙江天煌科技实 业有限公司、开昂教育股份有限公司。表2 基础实验仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位配备数量执行标准 代号备注合 格示 范电 工 电 子 实 验 室1.掌握电工、 电子电路的 基本原理；2.掌握万用 表等常用仪 器、仪表的使 用方法及基 本电量参数 的测量方法； 3. 学会常用 电子元器件 的识别和测 量。1通用电 工、电 子综合 实验装 置1.具有电工、电子学基本定理的验证功能；2.具有常用电工、电子仪表的使用及基本电参数的测 量功能；3.具备完成 R、L、C 等电路元件的特性分析及电路 实验的功能；4.具备完成与教学要求相关的单相、三相交流电路 应用实验的功能；5.具有基本放大器电路、稳压电源实验功能； 6.具有基本逻辑门电路的逻辑功能；7.具有常用电子元器件识别及测量的实验功能； 8.具有可靠的漏电保护功能。台1020GB 21746、GB 217482万 用 表1.直流电压：（0～25）V；20000Ω/V；（0～500） V；5000Ω/V； ±2.5%；2.交流电压：（0～500）V；5000Ω/V； ±5.0%；3.电阻：量程：0～4kΩ~40kΩ~400k Ω~4M Ω~ 40MΩ 25Ω中心； ±2.5%。只10203双 踪 示 波 器1.频宽：20MHz；2.偏转因数：5 mV/div～20 V/div； 3.上升时间：≤17 ns；4.垂直工作方式：CH1、CH2、ALT、CHOP、ADD； 5.扫描时间因数：0.5s/div～0.2 μs/div ；6.触发方式： 自动、常态、TV-H、TV-V。台5104数 字 式 交 流 毫 伏表1.测量范围：0.2mV～600V； 2.频率范围：10Hz～600kHz； 3.电压测试不确定度：±1%；4.输入阻抗：1MΩ 显示位数：3- 以上。只5105信 号 发 生 器1.频率范围：0.1Hz～1MHz；2.输出波形：正弦波、方波、三角波、脉冲波； 3.输出信号类型：单频、调频、调幅、扫频；4.外测频灵敏度：100mV；5.外测频范围：1Hz～10MHz； 6.输出阻抗：600Ω 7.输出电压：≥20Vp-p(1MΩ)，≥10Vp-p(50Ω)； 8.数字显示、TTL/CMOS 输出；9.输出端口具有短路保护。台520表3 基础实训仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位配备数量执行标 准代号备注合 格示 范供 配 电 实 训 室1.掌握常用 电工工具的 使用方法。 2.学会供配 电线路电气 设备的基本 操作 。3.了解高压 线路巡视、 维护操作的 规 范 和 要 求。1架空线路实 训设施单元配备变台、杆塔、配电箱、开关、避雷 器等实训单元，杆塔应包括直线杆、转 角杆、分支杆和终端杆等类型，配备架 空线路实训所必需的导线、拉线、绝缘 子等。套24选配 电力 变压 器2母线单元10kV：铜母线 50 mm×4 mm，长度不小 于 1 m，着色，全套；低压：铝母线 50 mm×4 mm，长度不小 于 1 m，着色，全套。套483低压配电柜0.4 kV，配备标准模块。套484供配电仿真 实训系统能通过低压供配电设备模拟 35kV 进线、 经降压变压器降压、至 10kV 再降压、至400V 的整个变配电全过程，能仿真完成 高、低压供配电系统运行过程；能完成 变电所倒闸操作、变电所二次回路仿真 实训、变电所仿真实习等实训内容。套015供配电系统 模拟显示单 元与上述供配电仿真实训系统配套使用， 能实时显示供配电仿真系统的运行参 数。套016倒闸操作实训考核装置单元与上述供配电仿真实训系统配套使用， 具备倒闸操作实训结果判定和错误提示 功能，配备计算机接口；配套计算机硬 件和相关软件。套017高压柜单元与上述供配电仿真实训系统配套使用，10 kV，具备故障分断的模拟操作功能。套018配套工具包括高压操作杆，高压验电器，绝缘手 套，绝缘靴，安全帽，防护眼镜，安全 绳；脚勾，安全带，液压钳，压线钳， 长臂剪线钳，电工刀，剥线钳，老虎钳， 扳手，紧线器，兆欧表等。套48表4 专业实训仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位配备数量执行标 准代号备注合 格示 范风 力 发 电 装 备 拆 装 与 测 试 实 训 室1．掌握风 力发电机 组的组成 结构；2．掌握小 容量风力 发电设备 的拆装方 法和安装 工艺；3．学会风 机特性测 试方法。1风 力 发 电 机 结 构 展 示台1.以 300W 水平轴风力发电机为原型，按 1 ∶ 1 标 准展示，包括磁钢，转子、定子、电刷、滑环、 前后端盖、机座、尾舵板、法兰盘、叶片等核心 部件；2.以 5kW 水平轴风力发电机为模型，将风力发电 机关键部分剖切，展示内部结构和材料。台122水 平 轴 风 机 拆 装台1.具备拆装 300W 风力发电机的实训要求； 2.配备工具箱单元。台5103水 轴 电 拟 置平 发 模 装1.系统包括风机、风力发电机、风速风向测试仪、 控制箱、风能模拟单元、负载等部件；2.风力发电机功率不小于 300W，叶轮直径不小于 1.65m，启动风速不大于 2.5m/s；切入风速不大 于 3 m/s，额定风速不小于 12m/s，采用三相交 流电输出；3.风速风向仪：风速：0m/s～45m/s 可调，风向 0°~360 °可调；124