5-1、交流电路元件参数的测定实验

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实验5-1交流电路元件参数的测定实验实验目的:
1. 学习正确选用交流仪器和设备;
2.学习用三表法(伏安瓦计法)测定交流电路器件参数的方法;
3.掌握功率表、调压器的使用;
4.了解如何校正由仪表内阻引起的测量误差
实验假设:假设三表法能够准确的通过U、I和P的测量求出电容器的电阻,电感器的感抗,电容器的容抗。

三压法能够准确的测量电感器的相关参数。

实验原理:(1)低频电路元件的的参数。

交流电路中的实际无源元件有电阻器、电感器和电容器。

严格讲,这些实验元件都不能用单一的电阻参数、电感参数和电容参数来表示各自的特征。

在低频(如工频)情况下,电阻器周围的磁场和电场可以忽略不计,可以不考虑其电感和分布电容,将其看成纯电阻,可用电阻参数来表征电阻启动的特征。

点赶的物理原型是导线绕制的线圈,导线电阻不可忽视。

在低频情况下电匝间的分布电容可以忽略,因此电感线圈用电阻和电感两个参数来表征。

在低频时,电容器可以略去引导电感,忽略其电解质损耗和漏电,可用电容参数来表示特征。

综上所述,在低频情况下,交流电路元件参数主要有电阻器的电阻参数R、电容器的电容参数C、电感线圈的电感参数L和电阻参数R。

(2)元件参数的测量方法很多,如三表法、电桥法、谐振法以及Q表法等,以及实验采用三表法和三压法测量电阻器、电感器和电容器的参数。

!:三表法。

图1所示的电路中,Z为被测元件。

有电路理论可知,元件的电压U、电流I 及有功功率P有一下关系。

阻抗的模: |Z|=U/I;
等效电阻: R=P/I²= |Z|cos;
等效电抗: X=±(|Z|²-R²)½= |Z|sin;
等效电感: L=X/ω(当X>0时);
等效电容: C=1/(Xω)(当X<0时);
这是测量交流参数的一种方法,由于采用三块仪表,所以简称三表法。

!!:三压法。

在图2 a所示的电路中,已知电阻r与被测阻抗Z串联,设Z为电感线圈,则总电流、电阻电压和电感电压间的相量关系如图2 b所示。

实验仪器:1、交流电压表、交流电流表以及功率表及功率因素表各一个。

2、电阻元件、电感线圈、电容器。


2、自耦调压器、电流测量插座。

实验内容及步骤:(1)用三压法侧电阻、电感线圈和电容元件的参数。

按图3所示接线,被测元件是电阻,通过自耦调压器对电阻加一电压,电压的大小根据被测元件的额定值确定,将数据记录在表格中。

接线时应注意先串联后并联,电流表、功率表的电流线圈和被测元件应串联起来,电压表及功率表的电压线圈与被测元件应并联,功率表的电压线圈与电流线圈的同级性端“*”连接在同一点。

将负载改为电感线圈,重复以上测量过程并将数据填入表格。

将负载改为电容器,重复以上测量过程并将数据填入表格。

根据测量值,计算各元件的有关参数。

(2)用三压法测量电感线圈的参数。

按图2所示接线,被测元件为电感。

通过自耦调压器对由被测元件和已知电阻r组成的串联电路加一低频交流点,电压的大小视元件情况而定。

然后分别测量总电压U、电感电压Url和电阻电压Rr,并记录测量值,计算电感器的电感L和内阻R。

实验图表:
数据分析:其中三表测量法的第一组数据好像有点问题,我测量时的电阻不是这么大,可能测量过程的某一个环节出了问题。

三表法的数据显示同样的情况下,测量电阻器时通过的电路的电流最大,电感器次之,电容器最小,同时连接电阻器时电路的有功有功功率最大。