大口徑鉗形電流表的主要部件是一個穿心式電流互感器。測量時,將鉗形電流表的磁鐵套在被測導線上,形成1匝的一次線圈,根據電磁感應原理,二次線圈中便會產生感應電流,與二次線圈相連的電流表指針便會發生偏轉,指示出線路中電流的數值。
大口徑鉗形電流表主要由電流互感器、分流器、轉換開關、橋式整流電路、直流電流表、儀表盤和指針組成。鉗形電流表是根據串芯式電流互感器的原理工作的。當測量帶有負載的導線上的電流時,穿入鉗口里面的導線相當于電流互感器的一次繞組,導線中流過的電流在電流互感器的鐵芯中產生磁通,使得繞在鐵芯上的二次繞組感應出交流電流,經二極管橋式整流變換成直流電流,使直流電流表的指針向右偏轉,得出測量結果。測量過程中量程大小的轉換是由轉換開關切換至分流器不同的分流電阻完成的,原理圖如圖1所示。
大口徑鉗形電流表的特殊應用:
(1)測量繞線式異步電動機的轉子電流:用鉗形電流表測量繞線式異步電動機的轉子電流時,必須選用電磁系表頭的鉗形電流表,如果采用一般常見的磁電系鉗形表測量時,指示值與被測量的實際值會有很大的出入,甚至沒有指示,其原因是磁電系鉗形表的表頭與互感器二次線圈連接,表頭電壓是由二次線圈得到的。根據電磁感應原理可知,互感電動勢為E2=4.44fWФm,由公式不難看出,互感電動勢的大小與頻率成正比。當采用此種鉗形表測量轉子電流時,由于轉子上的頻率較低,表頭上得到的電壓將比測量同樣工頻電流時的電壓小的多(因為這種表頭是按交流50Hz的工頻設計的)。有時電流很小,甚至不能使表頭中的整流元件導通,所以鉗形表沒有指示,或指示值與實際值有很大出入。
(2)用鉗形電流表測量三相平衡負載時,鉗口中放入兩相導線時的電流指示值與放入一相時電流的指示值相同。用鉗形電流表測量三相平衡負載時,會出現一種奇怪現象,即鉗口中放入兩相導線時的指示值與放入一相導線時的指示值相同,這是因為在三相平衡負載的電路中,每相的電流值相等,用下列公示表示Iu=Iv=Iw。