交流電路元件參數(shù)的測定

深圳大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 電路與電子學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 交流電路元件參數(shù)的測定學(xué)院： 計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院專業(yè)：指導(dǎo)教師： 俞航報(bào)告人：陳文強(qiáng)學(xué)號：2012150295班級：6班實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2013-5-29實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交時(shí)間：2013-6-3一、目的：正確掌握交流數(shù)字儀表（電壓表、電流表、功率表）和自耦調(diào)壓器的用法。加深對交流電路元件特性的了解。掌握交流電路元件參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定方法。二、說明：電阻器、電容器和電感線圈是工程上經(jīng)常使用的基本援建。在工作頻率不高的條件下，電阻器、電容器可視為理想電阻和理想電容。一般電感線圈存在較大電阻，不可忽略，故可用一理想電感和理想電阻的串聯(lián)作為電路模型。電阻的阻抗為：Z=R電容的阻抗為：Z=jXC=－j(1/ωC)電感線圈的阻抗為：Z=r+jXL=r+jωL=|Z|∠電阻器、電容器、電感線圈的參數(shù)可用交流電橋等一起測出，若手頭沒有這些設(shè)備，可大減一個(gè)簡單的交流電路，通過測阻抗算出元件參數(shù)值。三表法利用交流電流表、交流電壓表、相位表（或功率表）測量元件參數(shù)稱為三表法、這種方法最直接，計(jì)算簡便。實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。元件阻抗為：對于電阻對于電容對于電感由已知的電源角頻率ω，可進(jìn)一步確定元件參數(shù)。二表法若手頭上沒有相位表或功率表，也可只用電流表和電壓表測元件參數(shù)，這種方法稱為二表法。由于電阻器和電容器可看作理想元件，已知其阻抗為0或者90度，故用二表法測其參數(shù)不會(huì)有什么困難。二表法測電感線圈參數(shù)如圖2所示。途中的電阻R是一個(gè)輔助測量元件。由圖2課件，根據(jù)基爾霍夫電壓定律有，而，其中和為假想電壓，分別代表線圈中等效電阻r和電感L的端電壓。各電壓相量關(guān)系如圖3所示，憂郁U、U1、U2可由電路中測的，故途中小三角△aob的各邊長已知，再利用三角形的有關(guān)公式（或準(zhǔn)確地畫出圖3，由圖3直接量的）求出bc邊和ac邊的長度，即電壓Ur和UL可求。最后，由式及已知的電源角頻率ω可求得線圈的參數(shù)。一表法只用一個(gè)交流電壓表測量元件參數(shù)的方法稱為一表法，其原理與二表法相同，不同的是輔助測量電阻R的阻值應(yīng)預(yù)先已知，這樣電路中電流可求，可省去一個(gè)電流表。此法有更強(qiáng)的實(shí)用性。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：自耦性交流調(diào)壓器交流電流表交流電壓表元件（一）EEL-51、元件箱（二）EEL-52、電感線圈。四、任務(wù)與步驟：任務(wù)一：三表法測元件參數(shù)步1-1.按圖1接線，圖中被測元件為51Ω電阻，從元件箱（一）EEL-51中選用51Ω（51Ω/8W，且注意選該電阻一定要使用交流轉(zhuǎn)換接頭），調(diào)節(jié)交流電壓器使電流表讀數(shù)為0.3A，記錄電壓表、功率相位表讀數(shù)于表1中。步1-2.將被測元件換為電感線圈（將互感線圈的2、3端連接，即順串成一個(gè)線圈，參數(shù)大約為r=57Ω、L=0.6H），調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電流表讀數(shù)為0.2A，記錄其余表讀數(shù)。步1-3.將被測元件換為10.17μF電容從元件箱（二）EEL-52中選用，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電流表讀數(shù)為0.2A，記錄其余表讀數(shù)。根據(jù)測量值元件參數(shù)。任務(wù)二：二表法測電感線圈參數(shù)步2-1.按圖2接線，輔助測量電阻從元件箱（一）選為100Ω（100Ω/5W），北側(cè)線圈為互感器兩個(gè)線圈的順接串聯(lián)（與步1-2相同），調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電流表讀數(shù)0.2A，測量各電壓記錄于表2中。步2-2.僅用互感器的第一個(gè)線圈作為被測線圈（參數(shù)大約為r=28Ω、L=0.15H），其余同步2-1。根據(jù)測量值畫出電壓相量圖，算出兩個(gè)被測線圈的參數(shù)。五、數(shù)據(jù)測定及分析：任務(wù)一：被測元件電流I電壓U功率P（W1）cos(λ1)從測量值計(jì)算元件電阻器0.3A15.21V4.54W1.00R=50.7Ω電感器0.2A37.85V2.18W0.29|Z|=189.35XL=181.21L=0.58Hr=54.91Ω電容器0.2A59.39V0.47W0.04Xc=296.9C=10.72μF表1電阻器電阻實(shí)際值R=51Ω，測量值為50.7Ω，誤差為0.59%。電感器電感實(shí)際值L=0.6H，測量值為0.58H，誤差為3.33%。電感器內(nèi)等效電阻r=57Ω，測量值為54.91Ω，誤差為3.67%。電容器電容實(shí)際值C=10.17μF，測量值為10.72μF，誤差為5.40%。任務(wù)二：電壓相量圖如圖所示：表2被測線圈電流I電壓U電壓U1電壓U2UrUL從測量值計(jì)算元件參數(shù)兩個(gè)線圈順串0.2A47.60V19.41V37.39V12.1V35.9Vr=60.5ΩωL=179.5L=0.571H一個(gè)線圈0.2A26.97V19.51V10.61V5.5V9.4Vr=27.5ΩωL=47L=0.149H兩個(gè)線圈順串等效電阻實(shí)際值r=57Ω，測量值r=60.5Ω，誤差為6.14%。兩個(gè)線圈順串電感實(shí)際值L=0.6H，測量值L=0.571H，誤差為4.83%。一個(gè)線圈等效電阻實(shí)際值r=28Ω，測量值為27.5Ω，誤差為1.79%。一個(gè)線圈電感實(shí)際值L=0.15H，測量值為0.149H，誤差為0.67%。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差范圍允許內(nèi)，可使用交流電壓表，電流表及功率表測量正確交流電路參數(shù)（三表法），或只使用交流電壓表，電流表，也可以測量正確交流電路參數(shù)（二表法）。七、誤差分析：1.電阻值不恒等電路標(biāo)出值；2.導(dǎo)線與導(dǎo)線或?qū)Ь€與原件的節(jié)點(diǎn)接觸產(chǎn)生電阻導(dǎo)致誤差；3.導(dǎo)線本身有電阻，會(huì)導(dǎo)致誤差；4.電源內(nèi)阻導(dǎo)致誤差；5.溫度對電