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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。
互感电路实验报告互感电路实验报告引言：互感电路是电工学中的重要实验内容之一，通过互感电路的实验研究，可以深入理解电磁感应的原理和互感现象。
本实验旨在通过搭建互感电路，观察和分析电流、电压的变化规律，以及互感现象对电路性能的影响。
实验目的：1. 了解互感电路的基本原理和概念。
2. 掌握互感电路的搭建方法和测量技巧。
3. 观察和分析互感电路中电流、电压的变化规律。
4. 研究互感现象对电路性能的影响。
实验原理：互感电路是由两个或多个线圈（即电感）通过磁场相互联系而形成的电路。
当通过一个线圈的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势，从而引起电流的变化。
这种相互感应的现象称为互感现象。
实验器材和仪器：1. 交流电源2. 电感线圈3. 电阻4. 电压表5. 电流表6. 示波器实验步骤：1. 搭建互感电路，将两个电感线圈串联，通过交流电源供电。
2. 将电阻接在电感线圈的一侧，以控制电流大小。
3. 使用电压表和电流表分别测量电感线圈中的电压和电流。
4. 根据实验数据，绘制电流-时间和电压-时间的波形图。
5. 调整交流电源的频率，观察电流、电压的变化规律。
6. 分析互感现象对电路性能的影响，如电压的放大或衰减、相位差等。
实验结果与分析：通过实验观察和数据分析，我们得到了电流-时间和电压-时间的波形图。
在互感电路中，当一个电感线圈中的电流变化时，另一个电感线圈中也会产生感应电动势，从而引起电流的变化。
这种变化可以通过示波器观察到，波形图呈现出一定的相位差。
在实验中，我们还发现了互感现象对电路性能的影响。
当两个电感线圈的互感系数较大时，电压的放大效应明显，即在输入电流较小的情况下，输出电压可以得到显著的放大。
而当互感系数较小时，电压的衰减效应较为明显，输入电流较大时，输出电压的增益较小。
此外，我们还观察到了互感电路中的共振现象。
当交流电源的频率与电感线圈的共振频率相匹配时，电流和电压的幅值会达到最大值，同时相位差也会发生变化。
互感电路等效电感量的计算1.写出图4-8和图4-9中线圈2两端的互感电压u 。
解析：对图4-4，线圈2两端的互感电压dt di Mu 12M =；对图4-5，线圈2两端的互感电压dtdi M u 12M -=图4-8 图4-9 图4-4中互感电压2M u 的表达式前面之所以取“＋”号，是因为两电流产生的磁链方向一致，其磁场相互增强；而图4-5中互感电压2M u 的表达式前面之所以取“－”号，是因为两电流产生的磁链方向相反，其磁场相互削弱的缘故。
2.K=1和K=0各表示两个线圈之间怎样的关系？解析：K=1说明两个线圈之间达到了全耦合；K=0表示两个线圈之间无耦合作用。
3.两个有互感的线圈，一个线圈两端接电压表，当另一线圈输入电流的瞬间，电压表指针向正值方向摆动，试判断同名端。
解析：电压表向正值方向摆动，说明线圈两端的互感电压极性与电压表极性相同；线圈流入电流的瞬间，电流是增强的，自感电压的高极性端应为电流流入端。
因此初级线圈的电流流入端端子和次级线圈与电压表高极性相联的端子为一对同名端。
4.互感线圈的串联和并联有哪几种形式？其等效电感分别为多少？解析：当两互感线圈串联时，若两个异名端接在一起，称为顺串；若两个同名端接在一起时，称为反串；两个互感线圈相并联时，若两两同名端接在一起时，称为同侧相并；若两两异名端接在一起时，则构成异侧相并，其等效电感分别为：M L L L ML L L 222121-+=++=反顺M L L M L L L 221221-+-=同ML L M L L L 221221++-=异 5.画出互感线圈顺接串联的去耦等效电路，并根据去耦等效电路求出等效电感。
解析：两互感线圈顺接串联的去耦等效电路如图4-10示，其等效电感为：M L L L 221++=图4-10 顺接串联的去耦等效电路6.互感线圈同名端并联的T 型等效电路，并根据等效电路求出等效电感。
解析：两互感线圈同名端并联的T 型等效电路如图4-11所示，电路的等效电感为：ML L M L L L 221221-+-=图4-11 同名端并联等效电路。
常用的电流互感器检测电路分析在高频开关电源中，需要检测出开关管、电感等元器件的电流提供给控制、保护电路使用。
电流检测方法有电流互感器、霍尔元件和直接电阻取样。
采用霍尔元件取样，控制和主功率电路有隔离，可以检出直流信号，信号还原性好，但有μs级的延迟，并且价格比较贵；采用电阻取样价格非常便宜，信号还原性好，但是控制电路和主功率电路不隔离，功耗比较大。
电流互感器具有能耗小、频带宽、信号还原性好、价格便宜、控制和主功率电路隔离等诸多优点。
在Push-Pull、Bridge等双端变换器中，功率变压器原边流过正负对称的双极性电流脉冲，没有直流分量，电流互感器可以得到很好的应用。
但在Buck、Boost等单端应用场合，开关器件中流过单极性电流脉冲；原边包含的直流分量不能在副边检出信号中反映出来，还有可能造成电流互感器磁芯单向饱和；为此需要对电流互感器构成的检测电路进行一些改进。
2 电流互感器检测单极性电流脉冲的应用电路分析根据电流互感器磁芯复位方法的不同，可有两种电路形式：自复位与强迫复位。
自复位在电流互感器原边电流脉冲消失后，利用激磁电流通过电流互感器副边的开路阻抗产生的负向电压实现复位，复位电压大小与激磁电流和电流互感器开路阻抗有关。
强迫复位电路在原边直流脉冲消失期间，外加一个大的复位电压，实现磁芯短时间内快速复位。
2.1 电流互感器检测电路常用的电流互感器检测电路如图1(a)所示。
图1(b)表示原边有电流脉冲时的等效电路，电流互感器简化为理想变压器与励磁电感m模型，s为取样电阻。
当占空比<0.5时，在电流互感器原边电流脉冲消失后，磁芯依靠励磁电流流过采样电阻s产生负的伏秒值，实现自复位〔如图1（d1）～（i1）所示〕，由于采样电阻s很小，所以负向复位电压较小；当电流脉冲占空比很大时(>0.5)，复位时间很短，没有足够的复位伏秒值，使得磁芯中直流分量d增大，有可能造成磁芯逐渐正向偏磁饱和〔如图1（d2）～（i2）所示〕，失去检测的作用，所以自复位只能应用于电流脉冲占空比<0.5的场合。
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(Ａ)(B)(C）(D)5、图示电路中得开路电压为(A）(Ｂ）(Ｃ)(Ｄ)６、图示电路中,ｉＳ=ｓｉｎ(2fπt+45︒)A,f =5０Hz当t =１0ｍs时,u2为(A)正值 (B)负值(C)零值（D)不能确定7、电路如右上图所示,已知L１=６Ｈ,L2＝3H，M=2H,则ａｂ两端得等效电感为(A）13H (B)5H (Ｃ）7H (D)1１Ｈ8、图示两互感线圈串联接于正弦交流电源，则当耦合因数k逐渐增大时,电源输出得平均功率Ｐ(Ａ)逐渐减小（B)逐渐增大(C)无法确定9、两耦合线圈顺向串联时等效电感为0、7H，反向串联时等效电感为0、3Ｈ，则可确定其互感Ｍ为(Ａ)０、1H (B)0、2H (Ｃ）0、４H (D)无法确定10、图示二端网络得等效阻抗Z ab为:(A）ｊ1Ω （Ｂ）j２Ω （Ｃ）ｊ3Ω1１、右上图示电路,Ｓ闭合后电路得时间常数τ为(A)15ms (B)25ms (C)5mｓ(D)其她值１2、图示电路中，开关S动作后时间常数最大得电路就是:13、左下图示电路,耦合因数k=1,L１=1H,L２=1H,,则与分别为（A）10V与0V （Ｂ)10V与2０V(C）-10V与０V (D)-１0V与２０V１4、右上图示电路中,互感M=1Ｈ,电源频率ω=1rad/ｓ,a、b两端得等效阻抗Z 为(A)j1Ω (B)0 (C)j２Ω (D)ｊ４Ω15、图示电路中L1=１Ｈ,L2=1H，M＝０、5Ｈ,C=10０μF,则电路得谐振频率f0为(A）(B）（C)(D）１、答案(D)2、答案(A)３、答案(B)4、答案(Ｃ）5、答案（B)６、答案(B）7、答案(Ａ)８、答案（A）9、答案(A）1０、答案(Ｃ）１１、答案(B)１2、答案(C）13、答案(D）１4、答案(B）15、答案(D)三、填空题1、对于L1=1H、L２=4H得耦合电感,若能实现全耦合，则互感M为__＿_2、耦合电感得同名端与两个线圈得绕向与相对位置有关,与电流得参考方向__＿___＿______。
3、耦合电感如图所示,若次级开路，则初级电压u1为_＿__＿＿_＿__。
4、图示电路中,当线圈２中无电流时,u1１'＝＿＿__＿______,u22'=___＿__＿____＿_＿__；当电流ｉ２从线圈2得2端流入时，u11'=＿_＿___＿___＿__＿＿,u２2＇=_＿＿＿___＿＿_＿＿＿_＿__＿___________。
5、图示电路，u1=__＿_____＿＿____＿_＿,u２=_____＿_______。
6、图示电路中,u1与u2得导数表达式分别为u1=＿___＿___＿___＿＿_＿__＿_______与ｕ2=_______＿__＿_＿__;相量表达式分别为＿_＿_____＿______＿＿_＿_____＿＿_＿与_____＿______＿______＿______＿_＿_。
7、右上图示电路中,u1与u２得导数表达式分别为u1=_＿＿_____________与u２=____＿＿____＿_＿___＿__＿＿____＿＿_;相量表达式分别为_____________＿＿__＿__________与__＿________＿__＿____＿___＿___＿。
８、若耦合电感得两个线圈分别以顺接串联及反接串联形式与同一正弦电压源连接，比较两种情况下得电流大小,应就是_______＿＿___＿___＿时得电流大。
9、图示两耦合电感,耦合因数k＝0、75,Ｌ１1'=0、2H,L22＇=0、8H,若1'、2'短接,则1、２端得等效电感________Ｈ。
11、图示为两耦合电感,耦合因数k＝0、7５,L1１'=0、2H,L２2'＝0、8H,若1、2短接,1'、2'短接,则等效电感L11'（即L22')=_______＿＿Ｈ。
12、右上图示电路中,Ｌ1＝４mＨ,L２=９ｍH,M=3mH,当Ｓ断开时Ｌａ=______mH；当S闭合后,L ab=_______ｍH。
b1３、图示为含藕合电感得正弦稳态电路,若，则等于＿__＿__＿＿_＿______A。
14、右上图示正弦稳态电路中,___＿____＿＿___,_____＿___＿＿。
１5、图示电路,等效电感L aｂ＝___________＿________。
16、图示电路中,L1=Ｍ＝10mH，Ｌ2=20mH,电路谐振时得角频率为ω0=１03rad/ｓ;则电容Ｃ=＿_______μＦ，且当R得值增大时,ω0__＿＿＿_＿_＿,Q值__＿__＿_＿__。
1、答案2Ｈ２、答案无关3、答案4、答案,,,５、答案，6、答案,,,7、答案,,,８、答案反接串联9、答案1、６１1、答案０、1７5, 1２、答案7,3 13、答案1/-90︒１4、答案2／0︒A0A１5、答 16、答案１00不变，变小四、计算题1、电路如图所示，不考虑互感影响时，线圈１１'得Z１=(5+j9)Ω,线圈22'得Z2=(3+j4）Ω。
若耦合因数ｋ=０、5,求考虑互感影响时得Ｚab。
2、图示网络中,Ｃ=1μF，L1=3mH,Ｌ2=２mH,M＝１mH。
试求网络得谐振频率ｆ0及谐振时得输入阻抗Z0。
3、求图示空心变压器得阻抗参数。
已知正弦电源角频率为ω。
5、图示电路中,电压源电压恒定,耦合电感都无初始储能,试求开关Ｓ闭合后得开路电压u2（ｔ)。
６、右上图示电路中电压源电压恒定,电路为零状态，M＝0、1H,t=0时闭合开关S,试求ｉ(t）及开路电压ｕab(t)。
7、如图两耦合线圈串联，接于U=220V，ω=100ｒad/s得正弦电源，已知Ｒ1=Ｒ=200Ω,L１=2H,L2＝８Ｈ。
当电路得cｏsϕ＝０、8时，试求:（１）耦合因数k 2得值;(2)两线圈消耗得平均功率各为多少?8、图示两互感线圈串联后接到220V，5０Hz得正弦交流电源上,当ｂ、c相连，a、d接电源时,测得Ｉ=2.5A,P=62、5W。
当ｂ、d相连，a、c接电源时,测得P＝２50W。
（1)试在图上标出同名端;（２)求两线圈之间得互感Ｍ。
9、为测量耦合电感元件得互感系数M,现将耦合电感分别以顺接串联与反接串联形式接至２4V、5０Hz得正弦电源,如图(ａ）、（b)。
在图（ａ)中,测得Ｉ１=0．24A,在图（b)中测得I2＝0.3A。
串联电阻R=50Ω,试求互感系数M。
10、图示电路中,已知ωL1=ωL２=4Ω,ωＭ=２Ω,,试求。
11、右上图示耦合电感电路中，L１=6H，L2＝4Ｈ,M＝3H,试求ab两端得等效电感Ｌab。
１2、图示电路中,L1＝1H，L2=4Ｈ,耦合因数k=1。
试证明开路电压。
13、试求右上图示网络得输入阻抗,已知L1=２H,L2＝１H,M=1H,Ｒ＝100Ω，C＝100μF,电源角频率为１00ｒａd/s。
14、图示全耦合(k=１)变压器电路,求ａb端得戴维南等效电路。
１５、图示电路中,R1=R2=6Ω，ωL1=ωＬ2=10Ω,ωM=5Ω,ω=103rad／s，如果与同相,Ｃ应为何值?此时电路输入阻抗Zａｂ为何值？16、图示电路中,L１=0、2H，Ｌ2=0、1Ｈ,M=０、1H，C=10μF,试求开关S断开与S闭合两种情况下电路得谐振角频率ω0。
17、图示电路中，已知,R1=55Ω,R2=40Ω，j X1=ｊ16０Ω,j X２=j４0Ω，-ｊX C=-j80Ω,耦合因数k=０、5。
（１）画出消去互感后得等效电路;(2)求电流与。
１8、图示电路中,U S=100V，R１=20Ω,R２=80Ω,X1=80Ω,X2=２0Ω,耦合因数k=1。
试求电源UＳ供出得有功功率与无功功率。
19、右上图示网络中L1＝1H,L２=2H,M=1H,R=１0０Ω,Ｃ=100μＦ,电源角频率为1００rａd/s。
试求网络得输入阻抗Z i。
21、图示电路,,试求S断开与闭合时得电流。
2２、图示空心变压器电路,R１=10Ω,R2＝5Ω,ωL1=１0Ω,ωL2=ωＭ=５Ω,U１=1０0V。
试求：（１）副边开路时,原边线圈得电流,副边线圈得电压;(２)副边短路时,原副边线圈得电流。
２３、右上图示电路得各元件参数为R１＝5Ω,R２＝10Ω,Ｌ1=0、０１Ｈ，L2=０、02H，Ｃ＝20μF,M=0、01H,。
试求该电路得谐振角频率ω0,以及谐振时得电流。
24、图示网络中,R=１00Ω,C=1μＦ,L1＝3ｍＨ,L２=2mＨ,Ｍ＝１mH。
试求网络得谐振频率及谐振时得输入阻抗Z０。
2７、右上图示电路中,已知输入电流ｉ１=(1+２sinωt）A,R1=R2=ωL１=ωL２=１0Ω,耦合因数k=0、5,负载电阻ＲL=１00Ω,求输入电压ｕ１与输出电压ｕ２。
答案部分1、答案两电感为顺接串联,故Z aｂ=Z１+Z2＋j2ωＭ＝（8+j1９)Ω2、答案3、答案列KVL方程得Ｚ参数Z1１=R1+jωL1,Ｚ12=Ｚ21=jωM，Ｚ22=R2+jωL25、答案i1（0+）=i1（0-)＝0Ai1(t)=６(1-e-t)６、答案ｉ(0）=0,∴i(ｔ)=0、0５(1-ｅ-２0０t）A7、答案（1)两线圈反接串联等效电感L'=L1+L2-２M＝１0-8ｋ因为cosϕ=０、8,故,即解得k=0、875(2)Ｌ'=10-8ｋ=3HZ=（4０0+j300)=50０／36、9︒Ω故Ｐ1=Ｐ2=Ｉ２R１＝Ｉ２R2=3８、72Ｗ8、答案(1)第一种接法:I=2．5A设等效电感为L'第二种接法:设等效电感为L＂2.5A<5A,L＇<L" 即第一种接法为顺向串联,如图a、c为同名端（２)L'=L１+L2+2MＬ"＝L1+L2-2M故Ｌ'=0、27８HＬ"＝0、13６H9、答案对图(a)Ｘ1=ω(L1＋L2+2Ｍ)（1)图(b）Ｘ2＝ω(L1＋L２-２M)(2）由与可求得将Ｘ1与X2分别代入(1)、（2)式,联立求得10、答案原电路去耦后得相量模型为１１、答案将耦合电感化成去耦Ｔ型等效电路L ab=3、75H１２、答案因为ｋ＝１，故，,,13、答案去耦等效电路如下图所示ωＭ=100Ω,ω(Ｌ1-M)=１０0Ω,ω（Ｌ2-M)＝0Ω=1０0Ω1４、答案k=1如图１5、答案去耦等效电路如下图所示若与同相,则=１33μＦ此时Z ab＝3Ω16、答案S断开时L'＝L1+L２+２M=0、５HS闭合时，L"=0、1H。
