實(shí)驗(yàn)十互感電路參數(shù)的測(cè)量

1、實(shí)驗(yàn)十互感電路參數(shù)的測(cè)量作者:日期:實(shí)驗(yàn)十互感電路參數(shù)的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握互感電路同名端、互感系數(shù)以及耦合系數(shù)的測(cè)定方法。2. 觀察用不同材料作線圈芯以及兩個(gè)線圈相對(duì)位置改變時(shí)，對(duì)互感的影響。二、原理說(shuō)明1. 判斷互感線圈同名端判斷兩個(gè)耦合線圈的同名端在理論分析和實(shí)際工程中都具有重要的意義。如電話機(jī)或變壓器各繞組的首、末端等，都是根據(jù)同名端進(jìn)行聯(lián)接的。直流判別法如圖10-1所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)K閉合或斷開(kāi)瞬間，在 L2中產(chǎn)生互感電勢(shì)電壓表指針會(huì)偏轉(zhuǎn)。若K閉合瞬間指針正偏，說(shuō)明b端為高電位端，則L1的a端與L2的b端為同名端；若指針?lè)雌?，則a、b為異名端。h*圖10-1朮洗金測(cè)朗珞端等效阻抗判別

2、法將兩個(gè)耦合線圈L1和L2分別做兩種不同的串聯(lián)（a 與b和a與b相聯(lián)），用交流電橋重新測(cè)量不 同串聯(lián)方式的等效電感，阻抗較大的一種是順向串聯(lián)，相連的兩個(gè)端點(diǎn)為異名端；反之，是反向串聯(lián)， 相連的兩端點(diǎn)為同名端。交流判別法如圖10-2所示，將兩個(gè)繞組L1和L2的任意兩端（如a、b 端）聯(lián)在一起，在其中的一個(gè)繞組 （如 L1）兩端加一個(gè)低電壓，另一繞組（如L2）開(kāi)路，用交流電壓表分別測(cè)出三個(gè)端電壓U1、U2和U,若U=U 1+U2,表明L1和L2為順向串聯(lián)，則a與b為異名端；若U= |6 I ,表明L1和L?為反向串聯(lián)，a與b為同名端。2. 兩線圈互感系數(shù) M的測(cè)定（1）互感電勢(shì)法在圖10-2所示的

3、L1側(cè)施加低壓交流電壓 U1,線圈L2開(kāi)路，測(cè)出11及U2。根據(jù)互感電勢(shì) E2MU20 =3 MI1,可求得互感系數(shù)為M = U2 / 3 11ffl 10-2 矢矗*測(cè)同搭墻互盛余欽等效電感法將兩個(gè)線圈分別做順向和反向串聯(lián)，并通以正弦電流，如圖10-3所示，則V =如 +r2 )+j 4Li +L2 +2M 9U=l 如卄)+j 4Li +L2 2M )】令等效電感 L=Li+L2+2M,L =Li+L2-2M則互感系數(shù) M=(L-L )/4 4其中ri和“可用歐姆表測(cè)得，再求出等效阻抗Z= U和z= U-II 從而求得等效電感 L和L ，即可求出互感系數(shù)Mfi 10-3年敢電咸決測(cè)互盛糸教

4、3. 耦合系數(shù)k的測(cè)定兩個(gè)互感線圈相耦合的程度可用耦合系數(shù)k來(lái)表示K=M/丄化2如圖10-2，先在Li側(cè)加低壓交流電壓 Ui,測(cè)出L2側(cè)開(kāi)路時(shí)的電流li;然后再在L2側(cè)加電壓U2, 測(cè)出Li側(cè)開(kāi)路時(shí)的電流12,如圖i0-4所示，同樣先求出等效阻抗 Zi和Z2,再求出各自的自感 Li和L2, 即可算得k值。序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注圖10-4 雇L2鈿加at低配壓序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1直流穩(wěn)壓電源0-30V1RTDG012單相可調(diào)交流電源0-220V1RTDG013直流數(shù)字電壓表1RTT014直流數(shù)字毫安表1RTT015直流數(shù)字安培表1RTT016交流電壓表1RTT03-17交

5、流電流表1RTT03-18空心互感線圈L1為大線圈L2為小線圈1對(duì)RTDG079可變電阻器100 Q /3W1RTDG0810電阻器510Q /2W1RTDG0811發(fā)光二極管紅或綠1RTDG0812鐵棒、鋁棒各1RTDG0713滑線變阻器200 Q /2A1另備四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.測(cè)定互感線圈的同名端(1)直流法按圖10-1接線，將L2套入L!中，并插入鐵芯，調(diào)直流穩(wěn)壓電源E=1.2V，為使流過(guò)L!側(cè)的電流不超過(guò)0.4A，在L1側(cè)串入直接數(shù)字電流表，L2側(cè)電壓表。將鐵芯迅速拔出和插入，觀察電壓表正負(fù)讀數(shù)的變化，判定L1和L2的同名端。(2) 交流法按圖10-2接線，將L2套入L1中，插入鐵

6、芯，將兩線圈一端相連(如a b)。由于線圈內(nèi)阻很小，接通電源前應(yīng)首先查看自耦調(diào)壓器的輸出是否在零位，限流變阻器及應(yīng)調(diào)到阻值最大的位置，電壓表接 至L1兩側(cè)。確認(rèn)后方可接通電源，使調(diào)壓器輸出一個(gè)很低的電壓(Uj=2V)，流過(guò)電流表的電流應(yīng)小于 1.5A ,m=U3或也I 1 I 2和再按圖10-3接線，測(cè)出兩1A,計(jì)算電感L和互感M數(shù)據(jù)和然后測(cè)量U2和U，判定同名端，記入表10-1中。表10-1 判別同名端直流法結(jié)論交流法結(jié)論U2變化插入鐵芯拔出鐵芯a與bU(v)U1(v)U2(v)a與b2.測(cè)互感系數(shù)M互感電勢(shì)法拆去a b之間的連線，測(cè)量 5、11和U2，計(jì)算出互感系數(shù)等效電感法斷開(kāi)電源，拆去

7、連線，先用數(shù)字萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)出兩線圈內(nèi)阻 個(gè)線圈順向和反向串聯(lián)時(shí)的電壓電流。所加電壓很低，應(yīng)使電流小于 計(jì)算結(jié)果一并記入表 10-2中。表10-2測(cè)互感系數(shù)互感電勢(shì)法等效電感法U1I1U2M|串聯(lián)方式UIRZLM順向反向3測(cè)耦合系數(shù)K將L1側(cè)開(kāi)路，在L2加交流低電壓，使流過(guò)L2側(cè)電流l2=0.5A，測(cè)出此時(shí)的U2、12和U1之值。禾U用上述步驟測(cè)出的5、11值和測(cè)出的門(mén)、匕之值，分別計(jì)算Z1、Z2和L1、L2及耦合系數(shù)K,數(shù)據(jù)記入表10-3 中。表10-3 測(cè)耦合系數(shù)L2開(kāi)路測(cè)量值計(jì)算值L1開(kāi)路測(cè)量值計(jì)算值Ui11n乙L1U2I 2r 2Z2L2K4. 觀察互感現(xiàn)象在圖10-4的L2側(cè)接入LE

8、D發(fā)光二極管與510 Q串聯(lián)的支路。(1) 將鐵芯慢慢地從兩線圈中抽出和插入，觀察LED亮度的變化及各電表讀數(shù)的變化，記錄現(xiàn)象。(2) 改變兩線圈的相對(duì)位置，觀察LED亮度的變化及儀表讀數(shù)。(3) 改用鋁棒替代鐵棒，重復(fù) (1)、(2)的步驟，觀察LED的亮度變化，記錄現(xiàn)象。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注意流過(guò)線圈 L1的電流不得超過(guò)1.5A，流過(guò)線圈L2的電流不得超過(guò)1A。2 測(cè)定同名端及其他測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)中，都應(yīng)將小線圈L2套在大線圈L1中，并插入鐵芯。3如實(shí)驗(yàn)室備有 200Q/2A的滑線變阻器或大功率的負(fù)載，則可接在交流實(shí)驗(yàn)時(shí)的L1側(cè)，作為限流電阻用。4作交流實(shí)驗(yàn)前，首先要檢查自耦調(diào)壓器，要保證手柄置在零位，因?qū)嶒?yàn)時(shí)所加的電壓只有23V左右。因此調(diào)節(jié)時(shí)要特別仔細(xì)、小心，要隨時(shí)觀察電流表的讀數(shù)，不得超過(guò)規(guī)定值。六、預(yù)習(xí)思考題1. 復(fù)習(xí)互感電路的有關(guān)理論，認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。2. 本實(shí)驗(yàn)用直流法判斷同名端是用插、拔