竭诚为您提供优质文档/双击可除互感电路实验报告结论 篇一：互感器实验报告 综合性、设计性实验报告 实验项目名称所属课程名称工厂供电 实验日期20XX年10月31日 班级电气11-14班 学号05姓名刘吉希 成绩 电气与控制工程学院实验室 一、实验目的 了解电流互感器与电压互感器的接线方法。 二﹑原理说明 互感器（transformer）是电流互感器与电压互感器的统称。从基本结构和工作原理来说，互 感器就是一种特殊变压器。电流互感器（currenttransformer，缩写为cT，文字符号为TA），是一种变换电流的互感器，其二次侧额定电流一般为5A。电压互
感器（voltagetransformer，缩写为pT，文字符号为TV），是一种变换电压的互感器，其二次侧额定电压一般为100V。（一）互感器的功能主要是：（1）用来使仪表、继电器等二次设备与主电路（一次电路）绝缘这既可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备，有可防止仪表、继电器等二次设备的故障影响主回路，提高一、二次电路的安全性和可靠性，并有利于人身安全。（2）用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围通过采用不同变比的电流互感器，用一只5A量程的电流表就可以测量任意大的电流。同样，通过采用不同变压比的电压互感器，用一只100V量程的电压表就可以测量任意高的电压。而且由于采用互感器，可使二次仪表、继电器等设备的规格统一，有利于这些设备的批量生产。 （二）互感器的结构和接线方案 电流互感器的基本结构和接线电流互感器的基本结构 原理如图3-2-1-1所示。它的结构特点是：其一次绕组匝数很少，有的型式电流互感器还没有一次绕组，而是利用穿过其铁心的一次电路作为一次绕组，且一次绕组 导体相当粗，而二次绕组匝数很多，导体很细。工作时，一次绕组串联在一次电路中，而二次绕组则与仪表、继电器等电流线圈相串联，形成一个闭合回路。由于这些电流线圈的阻抗很小，因此电流互感器工作时二次回路接近于短路状
实验二十四 互感电路观测 一、实验目的 1. 学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2. 理解两个线圈相对位置的改变， 以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。 二、原理说明 1. 判断互感线圈同名端的方法。 (1) 直流法 如图24-1所示，当开关S 闭合瞬间， 若毫安表的指针正偏， 则可断定“1”、 “3”为同名端；指针反偏，则“1”、“4” 为同名端。 (2) 交流法 如图24-2所示，将两个绕组N 1和N 2的任意两端（如2、4端）联在一起，在其中的一个绕组（如N 1）两端加一个低电压，另一绕组（如N 2）开路，用交流电压表分别测出端电压U 13、U 12和U 34。若U 13是两个绕组端压之差，则1、3是同名端；若U 13是两绕组端电压之和，则1、4是同名端。 2. 两线圈互感系数M 的测定。 在图24-2的N 1侧施加低压交流电压U 1，测出I 1及U 2。根据互感电势 E 2M ≈U 20＝ U 2 ωMI 1，可算得互感系数为M ＝ ── ωI 1 3. 耦合系数k 的测定。 两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数k 来表示 k ＝M/21L L 如图24-2，先在N 1侧加低压交流电压U 1，测出N 2侧 开路时的电流I 1；然后再在N 2侧加电压U 2，测出N 1侧开 路时的电流I 2，求出各自的自感L 1和L 2，即可算得k 值。 图 24-1 图 24-2 u 1 u 2
四、实验内容 本实验需利用HE-18实验箱上的“互感实验及同名端判断”和屏上的“铁芯变压器”线路的部件。 1. 分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名湍。 (1) 直流法 实验线路如图24-3所示。先将N 1和N 2两线圈的四个接线端子编以1、2和3、4号。将N 1，N 2同心式套在一起，并放入细铁棒。U 为可调直流稳压电源，调至10V 。流过N 1侧的电流不可超过0.4A （选用5A 量程的数字电流表）。N 2侧直接接入2mA 量程的毫安表。将铁棒迅速地拨出和插入，观察毫安表读数正、负的变化，来判定N 1和N 2两个线圈的同名端。 (2) 交流法 本方法中，由于加在N 1上的电压仅2V 左右，直接用屏内调压器很难调节，因此采用图24-4的线路来扩展调压器的调节范围。图中W 、N 为主屏上的自耦调压器的输出端，B 为屏内的升压铁芯变压器，此处作降压用。将N 2放入N 1中，并插入铁棒。A 为2.5A 以上量程的电流表，N 2侧开路。 接通电源前，应首先检查自耦调压器是否调至零位，确认后方可接通交流电源，令自耦调压器输出一个很低的电压（约12V 左右），使流过电流表的电流小于1.4A ，然后用0～30V 量程的交流电压表测量U 13，U 12，U 34，判定同名端。 拆去2、4联线，并将2、3相接，重复上述步骤，判定同名端。 2. 拆除2、3连线，测U 1，I 1，U 2，计算出M 。 3. 将低压交流加在N 2侧，使流过N 2侧电流小于1A ，N 1侧开路， 按步骤2测出U 2、I 2、U 1。 4. 用万用表的R ×1档分别测出N 1和N 2 线圈的电阻值R 1和R 2，计算K 值。 5. 观察互感现象 图 24-3 图 24-4 LED N 2 Ω
互感电路分析 —、是非题 1. 互感耦合线圈的同名端仅与两线圈的绕向及相对位置有关，而与电流的参考方向无关。 2. 图示两互感线圈的a、c 两端互为同名端，则可推断b、d也互为同名端 a o—o b c o—o d 3. 当两互感线圈的电流同时流出同名端时，两个电流所产生磁场是互相削弱的。 4. 互感电压的正负不仅与线圈的同名端有关，还与电流的参考方向有关。 5. 耦合电感初、次级的电压、电流分别为u i、U2和i i、i2。若次级电流i 2为零，则次级电压U2 一定为零。 一耳产那—+厶一— 6. 对图示电路有 '二：「d 1。 二厶苴+那唾 7. 对右上图示电路有… 二T 8. 图示电路中互感电压U M为参考方向，当开关S闭合瞬间，U M的真实方向与参 考方向相同。
9. 图示耦合电感电路中，互感电压U M为参考方向，当开关S断开瞬间，U M的真实方向与参考方向相反。 10. 如图所示，当i i按图示方向流动且不断增大时，i2的实际方向如图所示 11. 对右上图示电路有：三 U二-"一］ 12. 某匝数为N的线圈，自感为L,如果此线圈的匝数增加一倍，则其自感变为4L。 13. 两个耦合电感串联，接至某正弦电压源。这两个电感无论怎样串联都不影响电压源的电流。 1. 答案(+) 2.答案(+) 3.答案(-) 4.答案(+) 5.答案(-) 6.答案(-) 7.答案(-) 8. 答案(-)9.答案(+)10.答案(-)11.答案(-)12.答案(+)13.答案(-)
、单项选择题 1. 两个自感系数各为L i 、L 2的耦合电感，其互感系数二的最大值为 （A ） LgB ） （厶+心） 2 （ C ） L 什L 2 2. 电路如图所示，开关S 动作后时间常数最大的电路是: 3. 图示电路中，若〔已知，而匚不详 ，贝皿压 【为 (A 厂；(B)不能确定(C) ；〔(D)":
电工实验—18 互感电路的测量 一． 实验目的 1． 掌握互感线圈同名端的测量方法 2． 掌握互感线圈互感系数和耦合系数的测量方法 二． 实验原理说明 1．两个或两个以上具有互感的线圈中，感应电动势（或感应电压）极性相同的端钮定义为同名端（或称同极性端）。在电路中，常用“?”或“*”等符号标明互感耦合线圈的同名端。同名端可以用实验方法来确定，常用的有直流法和交流法。 （1） 直流法 如图18-1所式，当开关S 合上瞬间，01>dt di ，在'11-中产生的感应电压 011>=dt di M u ，'22-线圈的2端与'11-线圈中的1端均为感应电压的正极性端，1端 与2端为同名端。（反之，若电压表反偏转，则1端与'2端为同名端。） 同理，如果在开关S 打开时， 01
同名端。 2．互感系数M 的测定 测量互感系数的方法较多，这里介绍两种方法。 （1） 如图18-3表示的两个互感耦合线圈的电路，当线圈'11-接正弦交流电压，线圈 '22-开路时，则I M j U ω=20，而互感I U M ω20=，其中ω为电源的角频率，I 为线圈'11-中的电流。为了减少测量误差，电压表应选用内阻较大的。如果选用晶体管毫伏表，则线圈'11-中的电流可以采用间接测量法。 图18-3 测量开路互感电压 图18-4 互感耦合电路的入端阻抗 （2）利用两个互感耦合线圈串联的方法，也可以测量它们之间的互感系数。当两线圈顺向串联时，其等值电感：L 顺=L 1+L 2+2M 。当两线圈反向串联时，等值电感为：L 反=L 1+L 2-2M 。只要分别测出L 顺、L 反，则M=（L 顺 - L 反）/4。 实验中要测量线圈的自感时，可以用相位法测量，测量出线圈的端电压U ，电流I 和相角φ，则可以计算出线圈的自感L ： ω ωI U X L L Φ==sin 利用两互感线圈顺向串联时等效电感大，反向串联时等效电感小的特点，在相同电压下，电流的大小将不相同，这样也能判断两线圈的同名端 3．在互感耦合电路中，如图18-4所示，若在线圈'11-上施加电压1U ，在线圈'22-端接入阻抗： ()()f f X X j R R X X R M X j R X R M R I U Z 1111222222222 21222222222 21111+++=??? ? ??+-+???? ??++==ωω 其中，11L X ω=，L R R R +=222，L X L X +=222ω。R 1+X 1j 是原边的复阻抗，R 2+ωL 2j 是副边的复阻抗，R L +X L j 是引入副边的复阻抗。副边电路对原边电路的反射电阻f R 1和反射电抗f X 1分别为：
电流互感器的计算公式 我们将设计一个电流互感器。使用电流互感器可以减小测量变换器原边电流时的损耗,比如大功率开关电源，由于电流过大所以需要使用电流互感线圈来监测电流以减少损耗。 电流互感器与一般的电压变压器的区别在什么地方呢?这个问题即使是资深的磁性元件设计人员也很难 基本的区别在于：变压器试图把电压从原边变换到副边，而电流互感器试图把电流从原边变换到副边。电流互感器的电压大小由负载决定。 我们通过一个实际的设计例子，可以更好地理解电流互感器的工作原理。假设用电流互感器测量变换器的原边电流，原边10A电流对应1V电压。
当然，我们可以用一个1V/10A=100mΩ的电阻来测量，但是电阻将造成的损耗为1V×10A=10W，这么大的损耗对几乎所有的设计来说都是不能接受的。所以，要选用电流互感器，如图1所示。 图1 用电流检测互感器减小损耗当然，为了减少绕组电阻，我们把原边的匝数取为1匝，同时为了使电流降到一个比较低的水平，副边匝数应该比较多。
如果副边匝数为N，由欧姆定律可得 (10/N)R=1V，在电阻中消耗的功率为 P=(1V)^2/R。 我们假设消耗的功率为50mW(也就是说，我们可以使用100mW规格的电阻)，这就要求R 不得小于20Ω，如果采用20Ω的电阻，由欧姆定律可得副边匝数N=200。 现在我们来看磁芯，假设二极管是普通的一般的二极管，通态电压大约为1V，电流为10A/200=50mA。互感器输出电压为1V，加上二极管的通态电压1V，总电压大约2V。250kHz频率工作时，磁芯上的磁感应强度不会超过 其中4us为一个周期的时间，实际肯定是不到一个周期的。由于原边流过电流的时间不可能超过开关周期(否则，磁芯无法复位)。
实验八 互感电路的测量 一．实验目的 1.学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2.通过两个耦合线圈顺向串联和反向串联实验，加深理解互感对电路等效参数以及电压、电流的影响。 二．实验基本知识 1.判断互感线圈同名端的方法 （1）直流法 为了正确判断互感电动势的方向，必须首先判断两个具有互感耦合线圈的同名端，判断互感电路同名端的方法是：用一直流电源开关瞬间与互感1接通（图8-1）在线圈2回路中接一直流毫安表，在开关K 闭合的瞬间，线圈1回路中的电流I 1通过互感耦合将在线圈2中产生一互感电势并在线圈2回路中产生一电流I 2使所接毫安表发生偏转，根据愣次定律及图示所假定的电流方向，当毫安表正向偏转时，线圈1与电源正极相接的端点1与线圈2直流毫安表正极相接的端点2′和线圈1与电源正极相接的端1为同名端，(注意上述判定同名端的方法在开关K 闭合的瞬间才成立)。 图8-1 图8-2 （2）交流法 互感电路同名端也可利用交流法来测定，将线圈1的一个端子1`与线圈2的一个端子2′用导线连接（如图8-2中虚线所示）在线圈1两端加以交流电压，用电压表分别测1及1′两端与２、2′两端的电压，设分别为U 11′与U 12，如果U 12>U 11′`,则用导线连接的两个端点（1′与2′）应为异名端（也即1′与2′以及1与2′为同名端），因为如果假定正方向为U 11′，当1与2′为同名端时，线圈2中互 2′ 2 1
感电压的正方向为U 2′2,所以U 12=U 11′+U 2′`2,U 12(因1′与2′相联)必然大于电源电压U 11′,同理，如果1，2两端电压的读数U 12小于电源电压（即U 12实验十五互感电路观测全解
实验十五互感电路观测 执笔人：zht 实验成员： 班级：自动化二班
实验十五 互感电路观测 一、实验目的 1、学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2、观察两个线圈相对位置的改变，以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。 二、原理说明 1、判断互感线圈同名端的方法 （1）直流法 如图15-1所示，当开关S 闭合瞬间，若毫安表的指针正偏，则可断定“1”，“3”为同名端；指针反偏，则 “1”，“4”为同名端。 （2）交流法 如图15-2所示，将两个线圈N 1和N 2的任意两端（如2，4端）联在一起，在其中的一个线圈（如N 1）两端加一个低压交流电压，另一线圈开路，（如N 2），用交流电压表分别测 出端电压U 13、U 12和U 34。若U 13是两个绕组端压之差，则1，3是同名端；若U 13是两个绕组端压之和，则1，4是同名端。 2、两线圈互感系数M 的测定。 如图15-2，在N 1侧施加低压交流电压U 1，N 2侧开路，测出I 1及 U 2 。根据互感电势122MI U E O M ω=≈；可算得互感系数为 图 15-1 图15-2 i 1
1 2I U M ω= 3、耦合系数k 的测定 两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数k 来表示 21/k L L M = 如图15-2，先在N 1侧加低压交流电压U 1，测出N 2侧开路时的电流I 1；然后再在N 2侧加电压U 2，测出N 1侧开路时的电流I 2，求出各自的自感L 1和L 2，即可算得k 值。 三、实验设备 四、实验内容及步骤 1、分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名端。
实验八 互感电路测量 一、实验目的 1、学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2、理解两个线圈相对位置的改变，以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。 二、实验设备和器材 数字直流电压表 0～200 V 数字直流电流表 0～200 mA 交流电压表 0～500 V 交流电流表 0～5 A 空心互感线圈 N 1为大线圈，N 2为小线圈 自耦调压器 0～250 V 直流稳压电源 0～30 V 电阻器 30Ω/8W ，500Ω/2W 发光二极管 红或绿 粗、细铁棒、铝棒 变压器 36 V/220 V 三、实验原理与说明 1、判断互感线圈同名端的方法 （1）直流法：如实验图8-1所示，当开关K 闭合瞬间，若毫安表的指针正偏，则可断定“1”、“3”为同名端；指针反偏，则“1”、“4”为同名端。 （2）交流法：如实验图8-2所示，将两个绕组N 1和N 2的任意两端（如2、4端）连在一起，在其中一个绕组（如N 1）两端加一个低电压，另一绕组（如N 2）开路。用交流电压表分别测出端电压U 13、U 12和U 34。若U 13是两个绕组端电压之差，则1、3是同名端；若U 13是两绕组端电压之和，则1、4是异名端。 2、两线圈互感系数M 的测定 在实验图8-2的N 1侧施加低压交流电压U 1，测出I 1及U 2。根据互感电势E 2M ≈U 2 = wMI 1，可算得互感系数为：1 2wI U M 。
3、耦合系数k 的测定 两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数k 来表示： 21L L M k 如实验图8-2所示，先在N 1侧加低压交流电压U 1，测出N 2侧开路时的电流I 1；然后再在N 2侧加电压U 2，测出N 1侧开路时的电流I 2，求出各自的自感L 1和L 2，即可算得k 值。 四、实验内容与步骤 1、分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名端 （1）直流法：实验线路如实验图8-3所示。先将N 1和N 2两线圈的四个接线端子编以1、2和3、4序号。将N 1、N 2同心地套在一起，并放入细铁棒。U 为可调直流稳压电源，调至10 V 。流过N 1侧的电流不可超过0.4 A （选用5 A 量程的数字电流表）。N 2侧直接接入2 mA 量程的毫安表。将铁棒迅速地拔出和插入，观察毫安表读数正、负的变化，来判定N 1和N 2两个线圈的同名端。 （2）交流法：本方法中，由于加在N 1上的电压仅2 V 左右，直接用屏内调压器很难调节，因此采用实验图8-4的线路来扩展调压器的调节范围。图中W 、N 为主屏上的自耦调压器的输出端，B 为升压铁心变压器，此处作降压用。将N 2放入N 1中，并在两线圈中插入铁棒。A 为2.5 A 以上量程的交流电流表，N 2侧开路。 接通电源前，应首先检查自耦调压器是否调至零位，确认后方可接通交流电源，令自耦调压器输出一个很低的电压（约12 V 左右），使流过电流表的电流小于1.4 A ，然后用0～30 V 量程的交流电压表测量u 13、u 12和u 34，然后判定同名端。 拆去2、4连线，并将2、3相接，重复上述步骤，判定同名端。 2、求互感系数M 拆除2、3连线，测u 1、i 1和u 2，计算出M 。 3、测电压和电流 将低压交流加在N2侧，使流过N2侧电流小于1 A ，N1侧开路，按步骤（2）测出u 2、i 2和u 1。 4、求耦合系数k
第十一章耦合电感和变压器 讲授板书1.掌握具有耦合电感的电路计算方法； 具有耦合电感的电路计算方法； 具有耦合电感的电路计算方法； 1. 组织教学 5分钟 3. 讲授新课70分钟1）电路35 2）例题35 2. 复习旧课5分钟 互感 4.巩固新课5分钟 5.布置作业5分钟
一、学时：2 二、班级：06电气工程（本）/06数控技术（本） 三、教学内容： [讲授新课]： §11.2 含有耦合电感电路的计算 含有耦合电感（简称互感）电路的计算要注意： (1) 在正弦稳态情况下，有互感的电路的计算仍可应用前面介绍的相量分析方法。 (2) 注意互感线圈上的电压除自感电压外，还应包含互感电压。 (3) 一般采用支路法和回路法计算。因为耦合电感支路的电压不仅与本支路电流有关，还与其他某些支路电流有关，若列结点电压方程会遇到困难，要另行处理。 1. 耦合电感的串联 （1）顺向串联 图 10.5 所示电路为耦合电感的串联电路，由于互感起“增助”作用，称为顺向串联。 图 10.5 图 10.6 按图示电压、电流的参考方向， KVL 方程为： 根据上述方程可以给出图 10.6 所示的无互感等效电路。等效电路的参数为： （2）反向串联
图 10.7 所示的耦合电感的串联电路，由于互感起“削弱”作用，称为反向串联。 图 10.7 按图示电压、电流的参考方向， KVL 方程为： 根据上述方程也可以给出图10.6所示的无互感（去耦）等效电路。但等效电路的参数为： 在正弦稳态激励下，应用相量分析，图 10.5 和图 10.7 的相量模型如图 10.8 所示。 图 10.8 （ a ）图 10.8（ b ）图（a）的 KVL 方程为： 输入阻抗为： 可以看出耦合电感顺向串联时，等效阻抗大于无互感时的阻抗。顺向串联时的相量图如图 10.9 所示。
第六章互感电路 第一节互感及互感电压 学习目标 1 ．了解电磁场的基本知识和电感的概念 2 ．理解自感和互感现象 重点互感对电流的阻碍作用 难点自感和互感电动势的判断 一、互感 图 6-1 1. 互感现象 : 如图6-1所示表示两个有磁耦合的线圈(简称耦合电感)，电流i 1在线圈1和2中产生的磁通分别为Φ11和Φ21，则Φ21≤Φ11。称为互感现象。电流i 1 称为施感电流。Φ11 称为线圈 1 的自感磁通，Φ21 称为耦合磁通或互感磁通。 如果线圈2的匝数为N 2，并假设互感磁通Φ21与线圈2的每一匝都交链，则互感磁链为Ψ21＝N 2Φ21。 图 6-2
同理，如图 6-2 所示，电流i 2在线圈2和l中产生的磁通分别为Φ22和Φ12，且Φ12 ≤Φ22。Φ22称为线圈2的自感磁通，Φ12称为耦合磁通或互感磁通。如果线圈1的匝数为N 1，并假设互感磁通Φ12与线圈1的每一匝都交链，则互感磁链为Ψ12＝N 1Φ12 2.互感线圈：上述线圈称为互感线圈。 3.互感系数:上述系数和称互感系数。对线性电感和相等，记为。 4 ．自感系数：对于线性非时变电感元件，当电流的参考方向与磁通的参考方向符合右螺旋定则时，磁链Ψ电流i成正比，即Ψ＝Li ，式中L为与时间无关的正实常数,即为自感系数。根据电磁感应定律和线圈的绕向，如果电压的参考正极性指向参考负极性的方向与产生它的磁通的参考方向符合右螺旋定则时，也就是在电压和电流关联参考方向下，则 在此电感元件中，磁链Ψ和感应电压u 均由流经本电感元件的电流所产生，此磁链感应电压分别称为自感磁链和自感电压，如图6-3。 图6-3 自感磁链 : , 为自感系数 . 5 ．耦合系数:上述一个线圈的磁通交链于另一线圈的现象，称为磁耦合，用耦合系数 K 来 反应其耦合程度。，则 （“ + ”号表示互感的增强作用；“—”表示互感的削弱作用） 第二节互感线圈的同名端 学习目标：掌握同名端的几种判断方法。
互感电路分析 一、就是非题 1、互感耦合线圈得同名端仅与两线圈得绕向及相对位置有关,而与电流得参考方向无关。 ２、图示两互感线圈得a、ｃ两端互为同名端,则可推断ｂ、ｄ也互为同名端。 3、当两互感线圈得电流同时流出同名端时,两个电流所产生磁场就是互相削弱得。 4、互感电压得正负不仅与线圈得同名端有关,还与电流得参考方向有关。 5、耦合电感初、次级得电压、电流分别为u1、u２与i1、i２。若次级电流i2为零,则次级电压u２一定为零。 6、对图示电路有。 ７、对右上图示电路有。 ８、图示电路中互感电压ｕM为参考方向,当开关S闭合瞬间,u M得真实方向与参考方向相同。 9、图示耦合电感电路中,互感电压uＭ为参考方向,当开关S断开瞬间,ｕM得真实方向与参考方向相反。 1０、如图所示,当ｉ1按图示方向流动且不断增大时，i2得实际方向如图所示。 11、对右上图示电路有:
12、某匝数为N得线圈，自感为L,如果此线圈得匝数增加一倍,则其自感变为4Ｌ。 １３、两个耦合电感串联,接至某正弦电压源。这两个电感无论怎样串联都不影响电压源得电流。 1、答案(+) 2、答案（+) 3、答案(-)４、答案(+)5、答案(-）6、答案(-）7、答案(-) 8、答案（-)9、答案(+）10、答案(-)11、答案（-)12、答案（＋）13、答案（-) 二、单项选择题 1、两个自感系数各为L1、L2得耦合电感,其互感系数得最大值为 (A）L１L2(B)(C）L１+Ｌ2(D) 2、电路如图所示,开关S动作后时间常数最大得电路就是: 3、图示电路中,若已知，而不详,则电压为 （A)（B）不能确定(C)(D） 4、右上图示电路中、，则u1为
实验四 含有耦合电感的电路——互感消去法 一、实验目的 1、通过理论分析，搭建仿真的互感电路进行仿真实验，验证互感消去法的正确性。 2、学习用Multisim 软件平台进行仿真实验的基本方法，通过仿真实验掌握互感消去法的基本概念和理论分析原理。 二、实验原理 （1）理论分析 当互感线圈既非串联又非并联，但两线圈有公共端时，去耦后可用一个T 形等效电路来代替。如下图： 图1 互感线圈的T 形等效电路 (a)同侧端耦合电路 (b)T 形等效电路 (c)异侧端耦合电路 (d)T 形等效电路 （2）实例 下图图二所示具有互感电路中，已知耦合系数5.0=k ，V U ?∠=01001 ， Ω=4R ，Ω=161l X ，Ω=42l X ，Ω=8c X ，求：输出电压的大小和相位。 · · - + 1U - + 2U 1L 2L 1 I 2I I - + 2U M L -1 M L -2 I · · - + 2U 1L 2L I M M - + 1U - +1U M + - + 2U M L +1 M L +2 I - +1U M - 1 I 2I (a) (b) 1I 2I (c) (d)
图二 耦合电路 图三 去耦等效电路 理论解： 120.51644M k L L ωωω=?=??=Ω 去耦后等效电路如图3所示， Ω ?∠=-+=-+-?+=69.782622212) 84(4) 84(412j j j j j j j Z A Z U I ?-∠=?∠?∠==69.7813 262569.7826201001 V j j U ?-∠=??-∠?--=69.123735.27469.7813 26254442 三、 仿真试验 用Multisim11搭建仿真电路，进行仿真实验。如下图： 图四 仿真电路图 · · 2U 1L 2 L C M R - +1U 12j Ω Ω0j Ω -8j Ω4 2U Ω4j I
实验9、互感电路 （研究性实验） 一、学时分配 3学时。 二、实验目的 1. 掌握互感线圈同名端的测量方法。 2. 掌握互感线圈互感系数和耦合系数的测量方法。 三、实验原理 1、互感线圈同名端的测定 两个或两个以上具有互感的线圈中，感应电压极性相同的端钮定义为同名端。在电路中，常用“”或“*”等符号标明互感耦合线圈的同名端。同名端可以用实验方法来测定，常用的有直流法和交流法。 (1) 直流通断法 图9-1所示电路中，线圈L1通过开关K接到直流电压源，直流电压表接到线圈L2的两端。在开关K闭合瞬间，线圈L2的两端会产生一个互感电压，电压表上就会有电压显示。若电压表显示为正值，则与直流电压源正极相连的端钮a和与电压表正极相连的端钮c为同名端；反之，则a、c为异名端。实际上，当开关K断开或闭合瞬间，电位同时升高或降低的端钮即为同名端。 图9-1 直流通断法图9-2 交流电压法 (2) 交流电压法 图9-2所示电路中，将两线圈的b端和d端短接，在a、b端加交流电源，用交流电压表分别测量有效值、、。若，则a端和c端为同名端；若， 则a端与d端为同名端。 （3）交流电流法 设两个耦合线圈的自感系数分别为、，它们之间的互感系数为。若将两个线圈的异名端相联，称为顺接串联，顺接串联后的等效电感为；若将两个线圈的同名端
相联，则称反接串联，其等效电感是。显然，在串联线圈两端加上正弦交流电压时，其等效电抗的关系为，这时测出各自的电流。如果测得的电流小，则是顺接串 联，两线圈相连接的端子是异名端；如果测得的电流大，则是反接串联，两线圈相连接的端子是同名端。 2 互感系数的测定 (1) 利用感应电压测量互感系数 图9-3所示的两个互感耦合线圈的电路，耦合线圈的互感系数为。当线圈a、b端接角频率为的正弦交流电压源，线圈c、d端开路时，则c、d两端的开路电压有效值为，其中是线圈ab的电流有效值。这样，可得耦合线圈的互感系数为 （9-1） 需要指出的是，为了减少测量误差，应尽量选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表。 图9-3 互感系数的测定 (2) 利用两个互感耦合线圈串联测量互感系数 两线圈顺接串联后，两端接角频率为的正弦电压源，用电流表测量电流为，则顺接串联后的等效电感为；两线圈反接串联后，两端也接角频率为的正弦电压源，用电流表测量电流为，则反接串联后的等效电感为。设两线圈的自感系数分别为、，根据两线圈顺接串联、反接串联的等效电感的关系，有
互感电路分析 一、是非题 1.互感耦合线圈的同名端仅与两线圈的绕向及相对位置有关，而与电流的参考方向无关。 2.图示两互感线圈的a、c两端互为同名端，则可推断b、d也互为同名端。 3.当两互感线圈的电流同时流出同名端时，两个电流所产生磁场是互相削弱的。 4.互感电压的正负不仅与线圈的同名端有关，还与电流的参考方向有关。 5.耦合电感初、次级的电压、电流分别为u1、u2和i1、i2。若次级电流i2为零，则次级电压u2一定为零。 6.对图示电路有。 7.对右上图示电路有。 8.图示电路中互感电压u M为参考方向，当开关S闭合瞬间，u M的真实方向与参考方向相同。
9.图示耦合电感电路中，互感电压u M为参考方向，当开关S断开瞬间，u M的真实方向与参考方向相反。 10.如图所示，当i1按图示方向流动且不断增大时，i2的实际方向如图所示。 11.对右上图示电路有： 12.某匝数为N的线圈，自感为L，如果此线圈的匝数增加一倍，则其自感变为4L。 13.两个耦合电感串联，接至某正弦电压源。这两个电感无论怎样串联都不影响电压源的电流。 1.答案(+) 2.答案(+) 3.答案(-) 4.答案(+) 5.答案(-) 6.答案(-) 7.答案(-) 8.答案(-)9.答案(+)10.答案(-)11.答案(-)12.答案(+)13.答案(-)
二、单项选择题 1.两个自感系数各为L1、L2的耦合电感，其互感系数的最大值为 (A)L1L2(B)(C)L1+L2(D) 2.电路如图所示，开关S动作后时间常数最大的电路是： 3.图示电路中，若已知，而不详，则电压为 (A)(B)不能确定(C)(D)
一、实验目的 1、掌握测定互感线圈同名端的方法，测量单相变压器原边、副边互感系数和耦合系数 2、了解两耦合线圈的互感系数和耦合系数与哪些因素有关 二、实验设备 l、直流电流表一块 2、交流电流表一块 3、交流电压表一块 4、万用表一块 5、交流单相变压器220V ／36 V 容量（50 VA）一台 6、交流单相调压器（0V－250V） 0.5KVA 一台 7、直流稳压电源一台0～～30V 一台 8、安全导线若干 9、单刀双位开关一个 三、预习任务 l、预习教科书中讲述的线圈绕组同名端的含义及辨别的方法。 2、了解实验箱和实验用的仪器仪表的功能及使用方法。 3、尝试自己动手绘制电路图。 四、实验原理说明 判别耦合线圈的同名端在理论分析和实际中具有重要意义。例如：电动机、变压器的各项绕组、LC振荡电路中的振荡线圈都要根据同名端进行联接。实际中对于具有耦合关系的线圈若其绕向和相互位置无法判别时可以根据同名端的定义用实验方法加以确定。 1、直流判别法 如图2-1所示，分别将互感线圈与电源E和电流表相联，当开关闭合瞬间，根据互感原理，在L2两端产生一个互感电动势电表指针会偏转。若指针正向摆动，则E正极与直流电流表头正极所连接一端是同名端。 图2-1 2、交流测试法（等效电感法） 2．l 设两个耦合线圈的自感分别为Ll和L2，它们之间的互感为M。若将两个线圈的异名端相连如图（a）所示称为正相串联，其等效电感为： (a) 图2-2 (b)
若将两个线圈的同名端相连图（b）所示、则成为反向串联，其等效电感为 显然等效电抗 利用这种关系，在两个线圈串联方式不同时，加上相同的正弦电压，则正向串联时电流小，反向串联时电流大。同样若流过的电流相等，则正串联时端口电压高，反向串联时端口电压低。用电流表法如图2－2所示，将电流表串接与两个线圈，按两种不同接法与同一交流电压相接，测得电流分别为I1和I2，若I1>I2连接的两端是异名端。若I1＜I2连接的两端是同名端。 2．2 用电压表测定，如图2－3所示，将两个线圈Ll和L2的任意两瑞（如X、x）连在一起在其中的一个线圈（如Ll）两端加一个低压交流电压，另一个线圈开路，用交流电压表分别测出UAa、UAX和Uax。若UAa是两个绕组端电压之差，则A、a是同名瑞：若UAa 是两个绕组端电压之和，则A、x是同名端。 图2-3 4、测试互感系数M 如图2-4所示，在L 1侧加低压交流电压U1，L2侧开路测出I1及U20，根据互感电动势可算得互感系数为。 5、耦合系数K的测定 两个互感线圈耦合的松紧度可用耦合系数K来表示，如图2-4 先在Ll侧加低压交流电压UI，测出L2侧开路时的电流I1，然后再在L2侧加电压U2，测出Ll侧开路时的电流I2，求出各自的自感Ll和L2，即可以算出K值。 图2－4 五、实验步骤 l、同名端测定实验，以单相变压器220/36V原副边做为互感器同名端测定对象，E=l.5V，指针微安表取25mA，S用单刀开关，按直流测定法电路接线。观察指针偏转方向判断同名端并作相应标记。 2、按图2-2连线，初、次级串联利用交流法（等效电感法）测定同名端，调压器调至180V，按交流电流表上的数值来判断同名端，并与直流法测试结果相比较。 3、利用交流电压法测定同名端，使V ll＝220V，交流电压表取400V 量程测试U12的值，判断同名端并与前面实验相比较。 4、在变压器Ll加电压U1=220V，L2加电压时U2＝36V。 5、表格自己绘制
竭诚为您提供优质文档/双击可除互感的研究实验报告 篇一：互感耦合电路实验报告 3.13用示波器研究互感耦合电路的特性 工程物理系工物22方侨光20XX0XX041 【实验原理】 互感耦合电路及其原边回路的等效电路如下图所示：原副边回路的微分方程如下： di1di-m2dtdt didi -m1+L22+R2i2=0 dtdtu1=R1i1+L1 设原边电流为： i1=I1msinwt 从微分方程组求u1的稳态解可得： u1=(R1+DR1)I1msinwt+w(L1-DL1)I1mcoswt 式中 m2w2R2m2w2L2
，DL1=2DR1=2 22 R2+w2L2R+wL222 即副边回路对原边的影响可等效为原边电阻增加DR1，同时电感减少DL1。当R2=，即副边开路时，DR1和DL1均为0；当w一定，且R2=wL2时，DR1达到极大值 DR1max wm2 = 2L2 【实验任务】 1．研究副边电阻R2改变时原边等效电阻增量DR1的变化。当sinwt=1时，有： uu R1+DR1=1t=1tR= I1muRm 骣ut÷-1÷R÷÷?uRm桫 只要不断改变R2取值，并读取sinwt=1时的ut和uRm 值即可。2．研究当w一定时DL1随R2的变化关系。当coswt=1时，有： u1tut L1-DL1==R
wI1mwuRm uRm可以利用上个实验的值，这时只需要读取coswt=1时ut的值即可。 事实上，两个实验可以同时做。 【实验结果】 上次做实验的时候有一两个数据不正确。比如测DR1时，第一组数据uRm>ut，显然不对。因此重做了一次。下面是重做的结果。 1．实验原始数据及处理 2．DR1和DL1实验结果与理论计算的结果比较 分析： 1．测DR1时，当R2比较小的时候，误差相对较大，可能和电阻箱的精度、接线电阻、接触电阻等不可忽略有关。 2．测DL1时，误差实在大得惊人了。并且误差随R2增加而增加，不过在R2=时，还是比较符合的。没想明白是什么原因。猜想也许是相对误差的计算方法的问题。因为如果考虑的是L1-DL1的相对误差的话，结果会好很多。DL1的误差会这么大，可能的原因就是我们不是直接测量它，而是测量一个比它大得多的量，而它只是附加在这个量上面一个比较小的量，因此准确性降低。 3．图表及DR1max的比较 wm2
实验十一 互感电路观测 一、实验目的 1、学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2、理解两个线圈相对位置的改变，以及用不同材料作线圈铁芯时对互感的影响。 二、原理说明 1、判断互感线圈同名端的方法 （1）直流法 如图19-1所示，当开关S 闭合瞬间，若毫安表的指针正确，则可断定“1”，“3”为同名端；指针反偏，则 “1”，“4”为同名端。 （2）交流法 如图19-2所示，将两个绕组N1和N2的任意两端（如2，4端）联在一起，在其中的一个绕组（如N1）两端加一个低电压，用交流电压分别测出端电压U13、U12和U34。若U13是两个绕组端压之差，则1，3是同名端；若U13是两个绕组端压之和，则1，4是同名端。 2、两线圈互感系数M 的测定。 在图19-2的N1侧施加低压交流电压U1，测出I1及U2。根据互感电势E2M ≈U20=ΞMI ；可算得互感系数为 M= 3、耦合系数K 的测定 两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数K 来表示 K=M/ 先在N1侧加低压交流电压U1，测出N1侧开路时的电流I1；然后再在N2侧加电压U2，测出N1侧开路时的电流I2，求出各自的自感L1和L2，即可算得K 值。 三、实验设备 1、直流电压、毫安表； 2、交流电压、电流表； 3、互感线圈、铁、铝棒； 4、EEL-06组件（或EEL-18）;100Ω/3W 电位器，510Ω/8W 线绕电阻，发光二极管。 5、滑线变阻器；200Ω/2A （自备） 四、实验内容及步骤 1、分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名端。 （1）直流法 12I U ω21L L
实验线路如图19-3所示，将N1、N2同心式套在一起，并放入铁芯。U1为可调直流稳压电源，调至6V，然后改变可变电阻器R（由大到小地调节），使流过N1侧的电流不超过0.4A （选用5A量程的数字电流表），N2侧直接接入2mA量程的毫安表。将铁芯迅速地拔出和插入，观察毫安表正、负读数的变化，来判定N1和N2两个线圈的同名端。 （2）交流法 按图19-4接线，将小线圈N2套在线圈N2中。N1串联电流表（选0~5A的量程）后接至自耦调压器的输出，并在两线圈中插入铁芯。 接通电路源前，应首先检查自耦调压器是否调至零位，确认后方可接通交流电源，令自耦调压器输出一个很低的电压（约2V左右），使流过电流表的电流小于1.5A，然后用0~20V量程的交流电压表测量U13，U12,U34,判定同名端。 拆去2、4联线，并将2、3相接，重复上述步骤，判定同名端。 2、按原理说明2的步骤测出U1，I1，U2，计算出M。 3、将低压交流加在N2侧，N1开路，按步骤2测出U2，I1，U1。 4、用万用表的R×1档分别测出N1和N2线圈的电阻值R1和R2。 5、观察互感现象 在图19-4的N1侧接入LED发光二极管与510Ω串联的支路。 （1）将铁芯慢慢地从两线圈中抽出和插入，观察LED亮度的变化及各电表读数的变化，记录现角。 （2）改变两线圈的相对位置，观察LED亮度的变化及仪表读数。 （3）改用铝棒代替铁棒，重复(1),(2)的步骤，观察LED的亮度变化，记录现象。 五、实验注意事项 1、整个实验过程中，注意流过线圈N1的电流不超过1.5A，流过线圈N2的电流不得超过1A。 2、测定同名端及其他测量数据的实验中，都应将小线圈N2套在大线圈N1中，并行插入铁芯。 3、如实验室各有200Ω，2A的滑线变阻器或大功率的负载，则可接在交流实验时的N侧。 4、实验前，首先要检查自耦调压器，要保证手柄置在零位，因实验时所加的电压只有2~3V 左右。因此调节时要特别仔细，小心，要随时观察电流表的读数，不得超过规定值。
实验十互感电路参数的测量
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实验十互感电路参数的测量 一、实验目的 1. 掌握互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2. 观察用不同材料作线圈芯以及两个线圈相对位置改变时，对互感的影响。 二、原理说明 1. 判断互感线圈同名端 判断两个耦合线圈的同名端在理论分析和实际工程中都具有重要的意义。如电话机或变压器各绕组的首、末端等，都是根据同名端进行联接的。 ⑴直流判别法 如图10-1所示，当开关K闭合或断开瞬间，在L2中产生互感电势电压表指针会偏转。若K闭合瞬间指针正偏，说明b端为高电位端，则L1的a端与L2的b端为同名端；若指针反偏，则a、b为异名端。 ⑵等效阻抗判别法 将两个耦合线圈L1和L2分别做两种不同的串联(a′与b和a′与b′相联)，用交流电桥重新测量不同串联方式的等效电感，阻抗较大的一种是顺向串联，相连的两个端点为异名端；反之，是反向串联，相连的两端点为同名端。 ⑶交流判别法 如图10-2所示，将两个绕组L1和L2的任意两端（如a′、b′端）联在一起，在其中的一个绕组（如L1）两端加一个低电压，另一绕组（如L2）开路，用交流电压表分别测出三个端电压U1、U2和U，若U=U1+U2，表明L1和L2为顺向串联，则a与b为异名端；若U=｜U1－U2｜，表明L1和L2为反向串联，a与b为同名端。 2. 两线圈互感系数M的测定 (1)互感电势法 在图10-2所示的L1侧施加低压交流电压U1，线圈L2开路，测出I1及U2。根据互感电势E2M≈U20＝ωMI1，可求得互感系数为 M＝U2 / ωI1