深圳大学实验报告
课程名称:电路分析
实验项目名称:交流电路元件参数的测定学院:
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指导教师:
报告人:学号:班级:
实验时间:
实验报告提交时间:
教务部制
实验目的与要求:
1.正确掌握交流电流表、电压表、功率相位组合表的用法。
2.加深对交流电路元件特性的了解。
3.掌握交流电路元件参数的实验测定方法。
方法、步骤:
电阻器、电容器和电感线圈是工程上经常使用的基本元件。
在工作频率不高的条件下,电阻器、电容器可视为理想电阻和理想电容。
一般电感线圈存在较大电阻,不可忽略,故可用一理想电感和理想电阻的串联作为其电路模型。
电阻的阻抗为:
电容的阻抗为:
电感线圈的阻抗为:
电阻器、电容器、电感线圈的参数可用交流电桥等仪器测出,若手头没有这些设备,可搭建一个简单的交流电路,通过测阻抗算出元件参数值。
1.三表法
利用交流电流表、交流电压表、相位表(或功率表)测量元件参数称为三表法。
这种方法最直接,计算简便。
元件阻抗为
对于电阻
对于电容
对于电感,,
由已知的电源角频率ω,可进一步确定元件参数。
2.二表法
若手头上没有相位表或功率表,也可只用电流表和电压表测元件参数,这种方法称为二表法。
由于电阻器和电容器可看作理想元件,已知其阻抗角为0或90度,故用二表法测其参数不会有什么困难。
二表法测电感线圈参数的电路如图2所示。
图中的电阻R是一个辅助测量元件。
由
图2可见,根据基尔霍夫电压定律有,而,其中和为假想电压,分别代表线圈中等效电阻r和电感L的端电压。
各电压相量关系如图3所示,由于电压U、U1、U2可由电路中测得,故图中小三角形Δaob的各边长已知,再利用三角
形的有关公式求出bc边和ac边的长度,即电压U r和U L可求。
最后,由式、
及已知的电源角频率ω可求得线圈的参数。
3.一表法
只用一个交流电压表测量元件参数的方法称为一表法,其原理与二表法相同,不同
的是辅助测量电阻R的阻值应预先已知,这样电路中电流可求,可省去一个电流表。
此法有更强的实用性。
实验过程及内容:
任务一. 三表法测元件参数
(1) 按下图接线,图中被测元件为51Ω/8w 电阻,可从元件箱(一)EEL-51中选用(注意选该电阻一定要使用交流转换接头),调节交流调压器使电流表读数为0.3A ,记录电压表、功率相位表读数于表1中。
(2) 将被测元件换为电感线圈(将互感线圈的2、3端连接,即顺接串联成一个线圈使用。
其参数大约为r=57Ω、L=0.6H 。
),调节调压器使电流表读数为0.2A ,记录电压表,功率相位表读数。
(3)将被测元件换为10.17μF 的电容,可从元件箱(2)EEL-52中选用,调节调压器使电流表读数为0.2A ,记录电压表,功率相位表读数。
(4)根据测量值计算元件参数。
表1 三表法测元件参数 图一:
任务二.二表法测电感线圈参数
(1) 按下图接线,辅助测量电阻为(100Ω/5W)从元件箱(一)中选用,被测线圈为互感器第一个线圈(参数大约为r=28Ω,L=0.15H )。
调节调压器使电流表读数为0.2A ,测量各电压记录于表2中。
表2 二表法测电感线圈参数 被测线圈 电流I 电压U 电压U 1 电压U 2 从测量值计算元件参数
两个线圈顺串
0.2A
r= ωL= L=
一个线圈 0.2A
r= ωL= L= (2)被测线圈为互感器的两个线圈的顺接串联(接法与任务一(2)相同)。
被测元件
电流I
电压U
功率P
阻抗角
从测量值计算元件参数
电阻器 0.1A R=
电容器
0.2A
X C = C=
电感线圈 0.2A
X L = L= r=
(3)根据测量值画出电压相量图,算出两个被测线圈的参数。
图二:
数据处理分析:
被测线圈
电流I
电压U 电压U 1 电压U 2
从测量值计算元件参数 一个线圈
0.2A 27.40 19.95 10.43 r=30.57Ω ωL=42.25Ω L=0.135H
两个线圈顺串
0.2A
47.45
20.00
36.66
r=63.44Ω ωL= 171.97Ω L=0.55
电压相量图
U1 U2 U2 U
被测元件
电流I/A 电压U/V 功率P/W
阻抗角
从测量值计算元件参数
电阻器
0.3A
15.43 4.57 1 R=51.43Ω
电感线圈 0.2A 36.54
2.30
L0.31
182.70ΩX L =173.70Ω L=0.55H r=56.64Ω
电容器 0.2A
58.74 0.30 C0.02
X C =293.70Ω C=10.84μF
实验结论:
在误差允许的前提下,测量结果,计算结果符合预期。
注:1、报告内的项目或内容设置,可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。