交流电路元件参数的测定.doc

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： 靳若凡 报告人：罗沛鸿 学号：2012130294 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： 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； 加深对交流电路元件特性的了解； 掌握交流电路元件参数的实验测定方法。 实验设备与器件： 自耦性交流调压器； 交流电流表、交流电压表、功率表； 实验挂箱（EEL-51、EEL-52）、电感线圈。 三、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电路模型。 电阻的阻抗为 Z=R 电容的阻抗为 Z=jXC=－j(1/ωC) 电感线圈的阻抗为 Z=r+ jXL=r+jωL=|Z|∠φ 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： 图1 三表法测量电路 对于电阻 对于电容 对于电感 U/I=|z|,r=|z|cosφ，XL=ωL=|z|sinφ 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。 图2 二表法测量电路 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，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，由式及已知的电源角频率ω可求得线圈的参数。 图3 二表法向量图 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。 四、实验任务： 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51Ω（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，记录电压表、功率相位表读数于表1中。 步1-3.将被测元件换为10.17μF的电容，从元件箱（二）EEL-52中选用，调节调压器使电流表读数为0.2A，记录电压表、功率相位表读数于表1中。 步1-4.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。 步2-3.根据测量值画出电压相量图，算出两个被测