交流电路元件参数的测定
任务二: 电压相量图如图所示:
表2 被测线圈 两个线圈顺串 一个线圈 电流 I 0.2A 0.2A 电压 U 47.68V 27.12V 电压 U1 19.76V 19.68V 电压 U2 37.32V 10.58V 从测量值计算元件参数 r=62.01Ω ω L=176.00 L=0.56H r=30.01Ω ω L=43.56 L=0.14H
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,已知其阻抗为 0 或者 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如图 2 所示。途中的电阻 R 是一个辅助测量元件。由图 2 课 件,根据基尔霍夫电压定律有
电阻器、电容器和电感线圈是工程上经常使用的基本援建。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电路模型。 电阻的阻抗为: 电容的阻抗为:
Z=R Z=jXC=-j(1/ωC) Z=r+ jXL=r+jωL=|Z|∠
成绩评定:
指导教师签字: 年 月 日 备注:
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。
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一起测出,若手头没有这些设备, 可大减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。实验电路如图 1 所示。元件阻抗为:
对于电阻 对于电容 对于电感
两个线圈顺串等效电阻实际值 r=57Ω,测量值 r=62.01Ω,误差为 8.79%。 两个线圈顺串电感实际值 L=0.6H,测量值 L=0.556H,误差为 6.67%。 一个线圈等效电阻实际值 r=28Ω,测量值为 30.01Ω,误差为 7.17%。 一个线圈电感实际值 L=0.15H,测量值为 0.14H,误差为 6.67%。
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:
信息工程学院
专业:
指导教师:
吴迪
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: 目的: (1) :正确掌握交流数字仪表(电压表、电流表、功率表)和自耦调压器的 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。 要求: 对本实验所有实验步骤预先进行理论计算。
电容器
0.199A
59.0值 R=51Ω,测量值为 50.361Ω,误差为 1.25%。 电感器电感实际值 L=0.6H,测量值为 0.5673H,误差为 5.45%。 电感器内等效电阻 r=57Ω,测量值为 54.003Ω,误差为 5.26%。 电容器电容实际值 C=10.17μF,测量值为 10.72μF,误差为 5.41%。
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 流表。此法有更强的实用性。 可求,可省去一个电
实验过程及内容:
实验器材: 1. 自耦性交流调压器 2. 交流电流表 3. 交流电压表 4. 元件(一)EEL-51、元件箱(二)EEL-52、电感线圈。 任务一:三表法测元件参数 步 1-1.按图 1 接线,图中被测元件为 51Ω 电阻,从元件箱(一)EEL-51 中选用 51 Ω (51Ω /8W,且注意选该电阻一定要使用交流转换接头) ,调节交流电压器使电流表读 数为 0.3A,记录电压表、功率相位表读数于表 1 中。 步 1-2.将被测元件换为电感线圈(将互感线圈的 2、3 端连接,即顺串成一个线圈, 参数大约为 r=57Ω 、L=0.6H) ,调节调压器使电流表读数为 0.2A,记录其余表读数。 步 1-3.将被测元件换为 7.97μ F(4.3+2.2+1+0.47)电容从元件箱(二)EEL-52 中 选用,调节调压器使电流表读数为 0.2A,记录其余表读数。 根据测量值元件参数。 任务二:二表法测电感线圈参数 步 2-1. 按图 2 接线,辅助测量电阻从元件箱(一)选为 100Ω (100Ω /5W) ,北侧 线圈为互感器两个线圈的顺接串联(与步 1-2 相同) ,调节调压器使电流表读数 0.2A, 测量各电压记录于表 2 中。 步 2-2. 仅用互感器的第一个线圈作为被测线圈(参数大约为 r=28Ω 、L=0.15H) , 其余同步 2-1。 根据测量值画出电压相量图,算出两个被测线圈的参数。
数据处理分析:
任务一: 被测元件 电阻器 电感器 电流 I 0.305A 0.201A 电压 U 15.36V 37.43V 功率 P(W1) cos 4.53W 2.11W 1.00 0.29 (λ 1) 从测量值计算元 件 R=50.361Ω |Z|=186.219 XL=178.217 L=0.5673H r=54.003Ω Xc=296.683 C=8.443μF
实验结论: 在误差范围允许内,可使用交流电压表,电流表及功率表测量正确交流电路参数, 三表法。 产生误差原因: 1. 使用完毕后,没有首先将旋转手柄再次逆时针旋转至零位,直接接上其他元件进行 测量。 2. 调节旋转手柄时候,没有缓慢顺时针旋转,而是一下子转到较大电压,使电路元件 无法支撑而烧掉。 3. 读数时,没有等显示稳定时直接读取。 。 指导教师批阅意见:
,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, 忧郁 U、U1、U2 可由电路中测的,故途中小三角△aob 的各边长已知,再利用三角形的 有关公式(或准确地画出图 3,由图 3 直接量的)求出 bc 边和 ac 边的长度,即电压 Ur 和 UL 可求。最后,由式 的参数。 及已知的电源角频率 ω 可求得线圈