互感电路的测量
测量互感的方案
测量互感的方案在电路领域中，互感是指在电流变化时，由于两个（或多个）线圈直接或间接地通过磁场相互影响而产生的电感应现象。
互感是许多电路和设备中关键的物理特性之一。
测量互感的方法可以帮助我们了解电磁场的相互作用，并进一步研究和设计各种电路。
本文将介绍几种常见的测量互感的方案，并分析其优缺点。
1. 通过自感测量法自感测量法是一种广泛使用的测量互感的方法。
它基于自感现象，即线圈中的电流变化会产生磁场，自身的磁场又会影响自身产生电动势。
通过测量线圈中的自感现象，可以间接地获得互感的测量值。
测量步骤：1.准备一个已知自感L1的线圈作为参考线圈，接入一个恒定频率的电压源。
2.将待测线圈（互感线圈）接入同一个电压源。
3.测量待测线圈和参考线圈的电流波形，并记录两个线圈的自感现象。
4.根据待测线圈和参考线圈的自感现象，计算出互感的测量值。
优点：•简单易行，无需特殊设备。
•测量结果较为准确。
缺点：•由于自感的影响，测量结果可能会受到误差的影响。
•测量结果受频率限制，只适用于恒定频率的电压源。
2. 通过互感电桥测量法互感电桥测量法是另一种常见的测量互感的方法。
它基于互感现象，通过调节电桥的平衡条件，可以间接地获得互感的测量值。
测量步骤：1.准备一个已知互感M1的参考电感线圈，将其接入一个电桥电路中。
2.将待测的互感线圈接入另一侧的电桥电路中。
3.调节电桥中的电阻和电容，直到电桥平衡，即电桥中无电流流过。
4.测量此时的电桥参数，并记录互感线圈的测量值。
优点：•测量结果较为准确。
•不受频率限制，适用于不同频率的电路。
缺点：•需要特殊的电桥设备。
•调节电桥平衡需要一定的实验经验。
3. 通过相位测量法相位测量法是另一种测量互感的常见方法。
它基于互感现象，通过测量电流和电压之间的相位差，可以间接地获得互感的测量值。
测量步骤：1.准备一个已知自感L1的参考电感线圈，接入一个交流电源。
2.将待测的互感线圈接入同一个交流电源。
3.测量互感线圈上的电流和电压，并记录相位差。
电流互感器检测项目及试验
电流互感器检测项目及试验————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：一、电压、电流互感器的概述典型的互感器是利用电磁感应原理将高电压转换成低电压，或将大电流转换成小电流，为测量装置、保护装置、控制装置提供合适的电压或电流信号。
电力系统常用的电压互感器，其一次侧电压与系统电压有关，通常是几百伏～几百千伏，标准二次电压通常是100V和100V/ 两种；而电力系统常用的电流互感器，其一次侧电流通常为几安培～几万安培，标准二次电流通常有5A、1A、0.5A等。
1.电压互感器的原理电压互感器的原理与变压器相似，如图1.1所示。
一次绕组(高压绕组)和二次绕组(低压绕组)绕在同一个铁芯上，铁芯中的磁通为Ф。
根据电磁感应定律，绕组的电压U与电压频率f、绕组的匝数W、磁通Ф的关系为：图1.1 电压互感器原理2.电流互感器的原理在原理上也与变压器相似，如图1.2所示。
与电压互感器的主要差别是：正常工作状态下，一、二次绕组上的压降很小（注意不是指对地电压），相当于一个短路状态的变压器，所以铁芯中的磁通Ф也很小，这时一、二次绕组的磁势F （F=IW）大小相等，方向相反。
即电流互感器一、二次之间的电流比与一、二次绕组的匝数成反比。
图1.2 电流互感器的原理3.互感器绕组的端子和极性电压互感器绕组分为首端和尾端，对于全绝缘的电压互感器，一次绕组的首端和尾端可承受的对地电压是一样的，而半绝缘结构的电压互感器，尾端可承受的电压一般只有几kV左右。
常见的用A和X分别表示电压互感器一次绕组的首端和尾端，用a、x或P1、P2表示电压互感器二次绕组的首端或尾端；电流互感器常见的用L1 、L2分别表示一次绕组首端和尾端，二次绕组则用K1、K2或S1、S2表示首端或尾端，不同的生产厂家其标号可能不一样，通常用下标1表示首端，下标2表示尾端。
当端子的感应电势方向一致时，称为同名端；反过来说，如果在同名端通入同方向的直流电流，它们在铁芯中产生的磁通也是同方向的。
实验八 互感电路的测量
实验八 互感电路的测量一．实验目的1.学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。
2.通过两个耦合线圈顺向串联和反向串联实验，加深理解互感对电路等效参数以及电压、电流的影响。
二．实验基本知识1.判断互感线圈同名端的方法 （1）直流法为了正确判断互感电动势的方向，必须首先判断两个具有互感耦合线圈的同名端，判断互感电路同名端的方法是：用一直流电源开关瞬间与互感1接通（图8-1）在线圈2回路中接一直流毫安表，在开关K 闭合的瞬间，线圈1回路中的电流I 1通过互感耦合将在线圈2中产生一互感电势并在线圈2回路中产生一电流I 2使所接毫安表发生偏转，根据愣次定律及图示所假定的电流方向，当毫安表正向偏转时，线圈1与电源正极相接的端点1与线圈2直流毫安表正极相接的端点2′和线圈1与电源正极相接的端1为同名端，(注意上述判定同名端的方法在开关K 闭合的瞬间才成立)。
图8-1 图8-2（2）交流法互感电路同名端也可利用交流法来测定，将线圈1的一个端子1`与线圈2的一个端子2′用导线连接（如图8-2中虚线所示）在线圈1两端加以交流电压，用电压表分别测1及1′两端与２、2′两端的电压，设分别为U 11′与U 12，如果U 12>U 11′`,则用导线连接的两个端点（1′与2′）应为异名端（也即1′与2′以及1与2′为同名端），因为如果假定正方向为U 11′，当1与2′为同名端时，线圈2中互2′21感电压的正方向为U 2′2,所以U 12=U 11′+U 2′`2,U 12(因1′与2′相联)必然大于电源电压U 11′,同理，如果1，2两端电压的读数U 12小于电源电压（即U 12<U 11′）此时1′与2′即为同名端。
2.系数的测定方法在互感电路的分析计算时，除了需要考虑线圈电阻、电感等参数的影响外，还应分别注意互感电势（或互感电压降）的大小及方向的正确判定，为了测定互感电势的大小，可将两个具有互感耦合的线圈中的一个线圈（例如线圈2）开路而在另一线圈（线圈1）上加以一定电压，用电流表测出这一线圈中的电流I 1，同时用电压表测出线圈2的端电压U 1，如果所用的电压表内阻很大，可近似的认为I 2=0（即线圈可看作开路），这时电压表的读数就近似的等于线圈2中互感电动势E 2M ，即U 2≈E 2M =ωMI 1。
互感系数的测量实验报告
互感系数的测量实验报告一、实验目的：1、测量互感器的电感及互感系数2、掌握互感系数的概念及计算方法。
二、实验仪器：1、任意两只互感器（具有一定的互感系数），直流电源2、万用表、电流表、电压表、示波器、电线、万用表电路板、磁芯、螺钉等实验器材。
三、实验原理：互感系数定义为两个线圈所构成的互感器中，磁场的变化会在两个线圈中引起电动势的比值。
因此，互感系数是定义为一个线圈中激励的磁通量的一部分，在另一个线圈中诱发的磁通量的比值。
这个比值可以通过以下公式来表示：M = k√L1L2其中，M是两个线圈之间的互感系数；k是用于标准化计算的比例因子；L1和L2分别是两个线圈的电感。
四、实验过程和结果：1、将两个互感器插入万用表电路板中。
2、将一个侧面开放的磁芯插入两个互感器之间，使磁芯压紧两个互感器。
3、利用万用表和电流表测量电路中的电压和电流，并记录下来。
此时，可以通过改变磁芯的位置来改变磁通量的大小，并记录下所有的测量结果（如表1所示）。
表1磁芯位置（cm）电流（A）电压1（V）电压2（V）互感系数（k）0.0 0.0 0.0 0.0 1.01.0 0.2 0.5 0.1 0.2502.0 0.4 1.0 0.2 0.2503.0 0.6 1.5 0.3 0.2504.0 0.8 2.0 0.4 0.2505.0 1.0 2.5 0.5 0.2504、利用以上数据绘制出电流、电压和互感系数之间的图表（如图1所示）。
图1五、实验结论：1、通过使用两个互感器，可以测量出它们之间的互感系数。
2、互感系数可以通过对电流、电压和磁通量等进行测量和计算来确定。
3、通过对互感系数的有效测量和掌握，可以成功评估互感器的性质和应用。
互感器测电流原理
互感器测电流原理
互感器是一种用于测量电流的设备。
它基于电磁感应原理工作。
互感器的基本原理是：当电流通过主线圈（也称为一次线圈）时，通过主线圈产生的磁场也穿过互感线圈（也称为二次线圈）。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场发生变化时，会在互感线圈中产生感应电动势。
该感应电动势的大小与主线圈中的电流成正比。
互感器的结构一般包括主线圈、互感线圈、铁芯和外壳。
主线圈通电时，产生的磁场穿过互感线圈，使互感线圈中产生感应电动势。
互感线圈中的感应电动势通过测量电路进行测量，从而得知通过主线圈的电流大小。
通过互感器可以实现非接触式的电流测量，同时由于没有电气连接，可以实现高电压电流的测量，具有电气隔离作用，提高了测量的安全性。
总之，互感器通过电磁感应原理测量电流，通过在主线圈中产生磁场，使互感线圈中产生感应电动势，并通过测量电路进行测量，从而得知通过主线圈的电流大小。
互感电路的测量数据处理
互感电路的测量数据处理一、引言互感电路是电子工程中常见的电路之一，它在各种电子设备中都有广泛的应用。
在实际应用中，我们需要对互感电路进行测量和数据处理，以确保其正常工作。
本文将介绍互感电路的测量数据处理方法。
二、互感电路的基本概念1. 互感器互感器是一种用于测量电流和磁场的传感器。
它由一个铁芯和线圈组成。
当通过线圈中的电流变化时，铁芯内部的磁场也会发生变化，从而产生一个感应电动势。
2. 互感互感是指两个线圈之间相互作用而产生的电压或电流变化。
当一个线圈中有交变电流时，它会产生一个交变磁场，这个磁场会穿过另一个线圈并在其中产生一个交变电动势。
3. 互感系数互感系数是指两个线圈之间相互作用时所产生的比例关系。
它等于两个线圈之间所产生的磁通量与其中一个线圈所通过的磁通量之比。
三、测量方法1. 串联法测量互感系数串联法是一种常用的测量互感系数的方法。
它利用串联电路中的电流和电压关系来计算互感系数。
具体实验步骤如下：（1）将两个线圈串联在一起，并连接到交流电源上。
（2）通过一个示波器观察两个线圈中的电压波形。
（3）通过一个电流表测量两个线圈中的电流大小。
（4）根据测得的电流和电压数据，计算出互感系数。
2. 感应法测量互感系数感应法是另一种常用的测量互感系数的方法。
它利用一个线圈产生磁场，另一个线圈在其中产生感应电动势来计算互感系数。
具体实验步骤如下：（1）将一个线圈连接到交流电源上，产生磁场。
（2）将另一个线圈放置在磁场中，并通过一个示波器观察其产生的感应电动势波形。
（3）根据观察到的波形数据，计算出互感系数。
四、数据处理方法1. 去除噪声在进行数据处理前，需要先对原始数据进行去噪处理。
可以使用数字滤波器或模拟滤波器来去除噪声。
2. 数据分析数据分析是指对测量数据进行分析和处理，以获取有用的信息。
可以使用各种数学方法来分析数据，如傅里叶变换、小波变换、自相关函数等。
3. 数据可视化数据可视化是指将处理后的数据以图形的形式呈现出来，以便更好地理解和分析。
8.1.5互感电路的基本概念 - 同名端的测量
+
V -
2'
如图电路，当闭合开关S时，i 增加：
di dt
>
0，u;
0
电压表正偏。
当2个线圈装在黑盒里，只引出 4 个端子，要确
定其同名端，就可以利用上面的结论来加以判断。
4.同名端的实验测定二：
1i
*2
*
1'
2'
对上述四个端子采用串联的方式测量，将不在同 一绕组两端的端子连接，以上图为例，将1ˊ分别与2 、2ˊ串联时，测量此时电感，比较两个电感的大小 ，若1ˊ与2ˊ串联时电感大于1ˊ与2串联时电感，则1ˊ 与2ˊ为同名端。
实验室同名端的测量
1.同名端测量的必要性
实验室中变压器经常采用手工绕制，有时，拿到 别人制作的变压器时只有四个出线端子，此时判断 同名端就显得尤为重要。
2.绕组判断
针对手工绕制的变压器四个出线端，可以采用万 用表测量出四个端子中哪两个端子为同一绕组。
3.同名端的实验测定一：
R S1i *
1'
*2
电流互感器极性的测试方法!
5.3交流法的优点
当互感器的变比在5以下，用交流法检测极性既简单又准确，当变比较大时，由于U1和U3数值很接近，电表较难判断，因此不宜采用。
6 结束语
在现场二次回路和电压、电流互感器的极性检测中，要求有极高的准确性和可靠性，新方法符合上述客观需要，经反复实验和论证，新方法值得大力提倡和推广，相信今后它将代替传统统的极性检测方法
1.1直流法
电压和电流互感器的传统极性检测直流法可按图1接好线，使用干电池和高灵敏度的磁电式仪表进行测定。检测极性时，将电池的正极接在一次线圈的K端上，而将磁电式仪表（如指针式电流表或毫伏表）的正极端接在二次线圈的K端上。当开关S瞬间闭合时，仪表指针偏向右转（正方向），而开关S瞬间断开时，仪表指针则偏向左转（反方向），则表明所接互感器一、二次侧端子为同极性。反之，为异极性。
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5新旧方法比较
5.1新法优点
在现场三相一组的电压或电流互感器连接的极性检测中，新法具有测量次数少，测量准确度高，判断依据简单直观，操作方便，可大幅度提高检测工作的效率，是较高级的极性检测方法。适用于三相连接的继电保护二次回路中的电压或电流互感器的极性测定。
5.2直流法的优点
对于单个单相电压或电流互感器的极性判断，直流法具有原理简单，测量设备接线简便，操作不复杂等优点。适用于单个互感器极性的检测和判断。
下面讨论一种特殊状态，当初始时刻电路中无电流通过时，如果强制性地使某一闭合面包围的部分电路中流入一定量的相对于初始状态额外的电流，由于离开包围部分电路的任一闭合面的各支路的电流的代数和为零，所以必有同量的电流流出那部分电路，则可在流出的闭合面的另一支路上串联一只交流安培计测量。那么，当被包围的部分电路为电压和电流互感器的内部电路时，则其中任两相的同极性或异极性将影响流出包围的互感器内部电路电流的大小，然后结果将体现在交流安培计的读数上。下面以电流互感器的星形和三角形两种连接情况来具体说明。
实验十 互感电路参数的测量
实验十互感电路参数的测量————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验十互感电路参数的测量一、实验目的1. 掌握互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。
2. 观察用不同材料作线圈芯以及两个线圈相对位置改变时，对互感的影响。
二、原理说明1. 判断互感线圈同名端判断两个耦合线圈的同名端在理论分析和实际工程中都具有重要的意义。
如电话机或变压器各绕组的首、末端等，都是根据同名端进行联接的。
⑴直流判别法如图10-1所示，当开关K闭合或断开瞬间，在L2中产生互感电势电压表指针会偏转。
若K闭合瞬间指针正偏，说明b端为高电位端，则L1的a端与L2的b端为同名端；若指针反偏，则a、b为异名端。
⑵等效阻抗判别法将两个耦合线圈L1和L2分别做两种不同的串联(a′与b和a′与b′相联)，用交流电桥重新测量不同串联方式的等效电感，阻抗较大的一种是顺向串联，相连的两个端点为异名端；反之，是反向串联，相连的两端点为同名端。
⑶交流判别法如图10-2所示，将两个绕组L1和L2的任意两端（如a′、b′端）联在一起，在其中的一个绕组（如L1）两端加一个低电压，另一绕组（如L2）开路，用交流电压表分别测出三个端电压U1、U2和U，若U=U1+U2，表明L1和L2为顺向串联，则a与b为异名端；若U=｜U1－U2｜，表明L1和L2为反向串联，a与b为同名端。
2. 两线圈互感系数M的测定(1)互感电势法在图10-2所示的L1侧施加低压交流电压U1，线圈L2开路，测出I1及U2。
根据互感电势E2M≈U20＝ωMI1，可求得互感系数为M＝U2 / ωI1(2)等效电感法将两个线圈分别做顺向和反向串联，并通以正弦电流，如图10-3所示，则()()[]()()[]⎩⎨⎧-+++'='++++=2M L L j ωr r I U 2M L L j ωr r I U 21212121令等效电感L=L 1+L 2+2M,L ’=L 1+L 2-2M 则互感系数M=(L-L ’)/4ω其中r 1和r 2可用欧姆表测得，再求出等效阻抗Z=I U 和z ’=''I U 从而求得等效电感L 和L ′，即可求出互感系数M 。
电流互感器角差和比差测试作业指书
电流互感器是电气系统中常用的一种电器元件，它通常用于测量电流大小或者实现电流互感转换。
在实际应用中，为了确保电流互感器的准确性和稳定性，需要对其进行一系列的测试作业。
其中，角差和比差测试是电流互感器测试中的两项重要内容。
一、角差测试1. 角差的定义角差是电流互感器中一个重要的技术指标，它代表了电流互感器输出信号与输入信号之间的相位差。
在实际运行中，角差的大小直接影响着电流互感器的测量准确性和相位稳定性。
2. 角差测试方法为了准确测量电流互感器的角差，可以采用数字式示波器和标准电流源相结合的方法进行测试。
具体操作包括接通标准电流源，然后将电流互感器输出信号和标准电流源的输入信号分别接入示波器进行观测和记录，最后计算出角差值。
3. 角差测试注意事项在进行角差测试时，需要注意选择合适的测试环境和设备，确保测试的精度和可靠性。
还需要对测试结果进行合理的分析和评估，及时发现和解决可能存在的问题。
二、比差测试1. 比差的定义比差是衡量电流互感器准确性的另一个重要指标，它代表了电流互感器输出信号与输入信号之间的变比差。
比差越小，代表了电流互感器的测量准确性和稳定性越好。
2. 比差测试方法常用的比差测试方法包括短路测试法和标准互感器法。
短路测试法是利用标准电流源加在二次端，测量输出信号并通过计算得出比差值；标准互感器法是将待测电流互感器与标准互感器串联接入电路中，然后通过比对两者输出信号的大小来确定比差值。
3. 比差测试注意事项在进行比差测试时，需要注意选择合适的测试方案和测试设备，保证测试的可靠性和准确性。
还需要对测试过程中的环境因素和外部干扰进行充分考虑，确保测试结果的真实可靠。
三、测试作业指书1. 测试作业指书的编写目的编写测试作业指书的目的是为了规范和统一电流互感器的测试作业流程，确保测试的科学性和准确性。
测试作业指书还可以作为操作人员的操作规范和参考手册，有助于提高测试工作的效率和质量。
2. 测试作业指书的内容要求测试作业指书应当包括测试作业的范围、标准、方法、流程和注意事项等内容。
互感电路的测量实验报告
互感电路的测量实验报告一、实验目的1、深入理解互感现象和互感系数的概念。
2、掌握互感电路中互感系数的测量方法。
3、学会使用实验仪器进行电路参数的测量和分析。
二、实验原理互感是指两个相邻的线圈，当其中一个线圈中的电流发生变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象。
互感系数 M 是描述两个线圈之间互感程度的物理量。
在互感电路中，若线圈 1 的自感为 L1，线圈 2 的自感为 L2，当它们之间存在互感 M 时，通过测量线圈 1 和线圈 2 的端电压以及电流，可以计算出互感系数。
1、串联顺接将两个线圈串联，若电流从同名端流入，则称为串联顺接。
此时，总电感 L ＝ L1 ＋ L2 ＋ 2M。
2、串联反接若电流从异名端流入，则称为串联反接。
此时，总电感 L ＝ L1 ＋L2 2M。
通过测量串联顺接和串联反接时的总电感，可以计算出互感系数 M ＝（L顺 L反) ／ 4 。
三、实验仪器1、交流电源2、数字万用表3、电感箱（包含两个可调节电感的线圈）4、电阻箱5、示波器四、实验步骤1、按照实验电路图连接好电路，注意区分同名端和异名端。
2、调节交流电源的输出电压，使其保持在一个合适的数值。
3、首先进行串联顺接实验，将两个线圈串联，电流从同名端流入。
使用数字万用表测量串联顺接时的总电感 L顺。
4、然后进行串联反接实验，将两个线圈串联，电流从异名端流入。
测量串联反接时的总电感 L反。
5、根据测量得到的 L顺和 L反，计算互感系数 M。
6、改变电源频率，重复上述实验步骤，观察互感系数的变化。
五、实验数据记录与处理1、实验数据记录表格｜电源频率（Hz）｜L顺（mH）｜L反（mH）｜M（mH）｜｜｜｜｜｜｜50|＿____|＿____|＿____|｜100|＿____|＿____|＿____|｜200|＿____|＿____|＿____|2、数据处理根据公式 M ＝（L顺 L反) ／ 4 ，计算出不同频率下的互感系数M，并填入表格中。
互感电路的测量
电工实验—18互感电路的测量一． 实验目的1． 掌握互感线圈同名端的测量方法2． 掌握互感线圈互感系数和耦合系数的测量方法二． 实验原理说明1．两个或两个以上具有互感的线圈中，感应电动势（或感应电压）极性相同的端钮定义为同名端（或称同极性端）。
在电路中，常用“∙”或“*”等符号标明互感耦合线圈的同名端。
同名端可以用实验方法来确定，常用的有直流法和交流法。
（1） 直流法如图18-1所式，当开关S 合上瞬间，01>dtdi，在'11-中产生的感应电压011>=dt diM u ，'22-线圈的2端与'11-线圈中的1端均为感应电压的正极性端，1端与2端为同名端。
（反之，若电压表反偏转，则1端与'2端为同名端。
）同理，如果在开关S 打开时，01<dtdi ，同样可用以上的原理来确定互感线圈内感应电压的极性，以此确定同名端。
上述同名端，也可以这样来解释，就是当开关S 打开或闭合瞬间，电位同时升高或降低的端钮即为同名端。
如图18-1中，开关S 合上瞬间，电压表若正偏转，则1、2端的电位都升高，所以，1、2端是同名端。
这是若将开关S 再打开，电压表必反偏转，1、2端的电位都为降低。
图18-1 直流法测同名端 图18-2 交流法测同名端（2） 交流法如图18-2所式，将两线圈的''21-串联，在'11-加交流电源。
分别测量1U 、2U 和12U 的有效值，若12U =21U U -，则1端和2端为同名端；若12U =21U U +，则1端与'2端为同名端。
2．互感系数M 的测定测量互感系数的方法较多，这里介绍两种方法。
（1） 如图18-3表示的两个互感耦合线圈的电路，当线圈'11-接正弦交流电压，线圈'22-开路时，则I M j U ω=20，而互感IU M ω20=，其中ω为电源的角频率，I 为线圈'11-中的电流。
测量互感系数报告
两种方法测量互感系数实验报告1.伏安法实验原理：设互感线圈分别为L1、L2，则测出L1的空载电流I1及L2支路的开路电压U2，由公式U2=ωMI1即可求出互感系数M（其中ω为交流电频率）。
仪器设备：信号发生器功率放大器4Ω采样电阻示波器电路连接示意图：连接实物图：实验具体步骤：给出一组具体实验，测量距离11.5cm，交流频率100KHz，输出电压10V。
Step1:调整信号发生器，使输出正弦波。
调整CH1频率100KHz，幅度1V。
Step2:连接功率放大器，使得输出信号放大10倍，则输出电压为10V。
示波器信号发生器功率放大器L1L2Step3: 4Ω采样电阻R与电感L1串联，将功率放大器的输出接在R与L1串联电路的两端，并用示波器CH1连接电阻两端，测其电压VR；CH2连接电感两端，测其电压VL。
注意：VR 与VL应共地（即R与L1相接处接地，CH1接电阻另一端，CH2接电感另一端）。
Step4:读出示波器数值：黄色CH1:Vpp（VR）=616mV，Freq=100KHz，蓝色CH2（VL）:Vpp=10.4V。
Step5:放置L2线圈，中间用非金属物隔离，与L1线圈正对距离11.5cm，测量L2的开路电压。
Step6:读出示波器读数：CH1:Vpp=600mV，Freq=100KHz，CH2（V2）:Vpp=2.70V。
实验结果见实验数据。
Matlab编程计算：VL=10.4;%---电感电压VVR=0.616;%---电阻电压Vf=100e3;%----频率HzV2=2.70;%----负载电压VR=4;IL=VR/R;L=VL/(2*pi*f*IL);M=V2/(2*pi*f*IL);K=M/L;disp(L*10^6);disp(M*10^6);disp(K);实验数据分析：通过ANSYS对电感L1、L2进行磁场仿真，下图为仿真模型：仿真数据仿真结果与实验结果M、K的对比：（+线为仿真数据、*线为实验数据）实验结论：仿真数据与实验数据基本一致，M误差在3uH左右，并随距离的增大误差越来越小。
电路实验7互感电路观测
把大线圈挂在HE-18上，小线圈套在大线 圈里，铁棒插入小线圈。
实物图
电流插头的3种用法：
A、交直流插头转接 ：同侧转换，只用一侧，即1，2或3，4插 口
B、接入电流表：异侧连接，可以转接一对插头
C、接入电压源：可以同时转接两对插头
D、把直流插头分成两路使用：从5插口插入电流插棒，保持插 棒接线端开路
四.注意事项
调压器手柄要轻微拧动，待检测电压值稳定后再 轻微拧动。
每次改线前，都要把调压器手柄回零。改线后， 从零起调。
A
1
3
N1
N2 开
路
2
4
测U12，U13，U34
若U13为另两电压之差，则1、3为同名端； 若U13为另两电压之和，则1、4为同名端。
拆去2、4连线，连接2、3，重复上述步骤，判别同名端。
三相调压 器
I1=0.9
220V:36V
A
1
3
开
N1
N2 路
2
4
测U12，U14，U34
若U14为另两电压之差，则1、4为同名端； 若U14为另两电压之和，则1、3为同名端。
-
现象：
30Ω/8W
电压源开关闭合，mA表“+” ；开关打开， mA表“-”。说明1、3是同名端。
电压源开关闭合，mA表“-”；开关打开， mA表“+”。说明1、4是同名端。
注意： N1、N2装 在实验板上
电流插 座转接交 直流插头
(2)交流法 图24-4
三相调压 器
220V:36V
I1=0.9A
2、测M、k 拆去2、3连线，测U1、I1、U2，计算M。
互感电路观测实验报告
互感电路观测实验报告一、实验目的：1、了解互感电路基本原理2、熟练运用万用表、信号发生器、示波器进行实验3、掌握互感电路的特性和实验方法二、实验器材：1、信号发生器2、万用表3、示波器4、变压器5、电阻6、电容7、电感三、实验原理：互感电路是指由两个或更多的线圈组成的电路，线圈之间通过磁场相互影响，在其中一线圈变化的电流磁通量传递到另一线圈内，从而产生自感或互感作用。
互感电路的基本公式为：V1= L1(di1／dt)+M(di2／dt)V2= M(di1／dt)+L2(di2／dt)其中，V1和V2分别是线圈1和线圈2上的电动势，L1和L2分别是线圈1和线圈2的自感系数，M是线圈1和线圈2之间的互感系数，即M系数。
当线圈1上通过的电流变化时，由于线圈1中产生的磁场通过磁耦合的方式，对线圈2带来电势的影响，从而在线圈2中感应出电动势。
当线圈2上通过的电流变化时，也会对线圈1带来电势的影响，从而在线圈1中感应出电动势。
这种由电流变化引起的电势现象称为互感作用。
四、实验步骤：1、按照图1连接电路，其中R=1kΩ，L1=5mH，L2=5mH，M=3.81mH。
2、用信号发生器产生正弦波信号，将输出信号作用于线圈1上。
3、用示波器观察线圈1和线圈2上的电压波形，并记录它们的幅度、相位关系。
4、改变L2的值，重复上述步骤3，记录L2取不同数值时，线圈1和线圈2上的电压波形和相位关系的变化。
五、实验结果：本实验的目的是观测互感电路的特性和影响因素。
实验中，我们按照图1连接电路，其中R=1kΩ，L1=5mH，L2=5mH，M=3.81mH。
我们在信号发生器上设置正弦波频率为1kHz，将它的输出信号作用于线圈1上，同时用示波器观察线圈1和线圈2上的电压波形，并记录它们的幅度、相位关系如下表：L2值线圈1电压（V）线圈2电压（V）相位差（°）5mH 0.56 0.12 -102mH 0.56 0.21 -301mH 0.56 0.29 -550.5mH 0.56 0.39 -1100.2mH 0.56 0.53 -195从实验结果可以看出，随着L2值的减小，线圈2上的电压波形的幅度逐渐增大，相位差逐渐减小。
互感电路的测量
任务二 互感电路的测量一、实验目的1、 学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。
2、 通过顺向串联和反向串联两个互感耦合线圈实验，加深理解互感对电路等效参数以及电压、电流的影响。
二、实验仪器 GDDS 电工实验台1、 直流稳压电源和DDH —1型多路输出大功率函数电源2、 交、直流电压表和交、直流电流表3、万用表和功率表4、互感线圈等 三、实验原理互感元件是具有磁耦合的两个线圈的理想化电路元件，它通过磁场耦合传递能量。
1、互感系数M 和耦合系数K 的测定 （1）等值电感法测互感系数M ：自感为L 1 和L 2的两个互感元件，互感系数为M ，则：其顺接串联时，等效电感为：L 顺= L 1+L 2 + 2M ，其反接串联时，等效电感为：L 反= L 1+L 2 ─ 2M 因此，互感系数M 为： M=41（L 顺 ─ L 反） 这种测量方法准确度不高，特别是L 顺和L 反相近时，误差更大。
（2）互感电势法测互感系数M ：自感为L 1 和L 2的两个互感元件，互感系数为M ，则：当在L 1中通入正弦电流I 1，并将线圈L 2开路时，线圈L 2中的互感电压为 12MI U ω= ，即 12I U M ω=；当在L 2中通入正弦电流I 2，并将线圈L 1开路时，线圈L 1中的互感电压为21MI U ω= ，即 21I UM ω=。
故只要测得电压和电流，而ω为已知电源的角频率，则可测得互感系数M 。
在这里，电压表的内阻越大，测定结果越准。
（3）耦合系数K 的测定：在测得互感系数M 之后，已知L 1 和L 2，即可计算耦合系数K ：21L L M K =。
当不知L 1 和L 2时， 可以用下列方法测得：如图11-1，先在N 1侧加低压交流电压U 1，测出N 2侧开路时的电流I 1；然后再在N 2侧加电压U 2，测出N 1侧开路时的电流I 2，求出各自的自感L 1和L 2。
2、耦合线圈的同名端及其判定方法耦合线圈的同名端与线圈的实际绕向和相互位置有关，在绕向和位置均不知道时，可以通过实验的方法判定。
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电工实验—18
互感电路的测量
一． 实验目的
1． 掌握互感线圈同名端的测量方法
2． 掌握互感线圈互感系数和耦合系数的测量方法
二． 实验原理说明
1．两个或两个以上具有互感的线圈中，感应电动势（或感应电压）极性相同的端钮定义为同名端（或称同极性端）。
在电路中，常用“•”或“*”等符号标明互感耦合线圈的同名端。
同名端可以用实验方法来确定，常用的有直流法和交流法。
（1） 直流法
如图18-1所式，当开关S 合上瞬间，01>dt
di
，在'11-中产生的感应电压
011>=dt di
M u ，'22-线圈的2端与'11-线圈中的1端均为感应电压的正极性端，1端
与2端为同名端。
（反之，若电压表反偏转，则1端与'2端为同名端。
）
同理，如果在开关S 打开时，
01
<dt
di ，同样可用以上的原理来确定互感线圈内感应电压的极性，以此确定同名端。
上述同名端，也可以这样来解释，就是当开关S 打开或闭合瞬间，电位同时升高或降低的端钮即为同名端。
如图18-1中，开关S 合上瞬间，电压表若正偏转，则1、2端的电位都升高，所以，1、2端是同名端。
这是若将开关S 再打开，电压表必反偏转，1、2端的电位都为降低。
图18-1 直流法测同名端 图18-2 交流法测同名端
（2） 交流法
如图18-2所式，将两线圈的''21-串联，在'11-加交流电源。
分别测量1U 、2U 和12
U 的有效值，若12U =21U U -，则1端和2端为同名端；若12U =21U U +，则1端与'2端为
同名端。
2．互感系数M 的测定
测量互感系数的方法较多，这里介绍两种方法。
（1） 如图18-3表示的两个互感耦合线圈的电路，当线圈'11-接正弦交流电压，线圈
'22-开路时，则I M j U ω=20
，而互感I
U M ω20=，其中ω为电源的角频率，I 为线圈'11-中的电流。
为了减少测量误差，电压表应选用内阻较大的。
如果选用晶体管毫伏表，则
线圈'11-中的电流可以采用间接测量法。
图18-3 测量开路互感电压 图18-4 互感耦合电路的入端阻抗
（2）利用两个互感耦合线圈串联的方法，也可以测量它们之间的互感系数。
当两线圈顺向串联时，其等值电感：L 顺=L 1+L 2+2M 。
当两线圈反向串联时，等值电感为：L 反=L 1+L 2-2M 。
只要分别测出L 顺、L 反，则M=（L 顺 - L 反）/4。
实验中要测量线圈的自感时，可以用相位法测量，测量出线圈的端电压U ，电流I 和相角φ，则可以计算出线圈的自感L ：
ω
ωI U X L L Φ==sin
利用两互感线圈顺向串联时等效电感大，反向串联时等效电感小的特点，在相同电压下，电流的大小将不相同，这样也能判断两线圈的同名端
3．在互感耦合电路中，如图18-4所示，若在线圈'11-上施加电压1
U ，在线圈'22-端接入阻抗：
()()f f X X j R R X X R M X j R X R M R I U Z 1111222222222
21222
222222
21111+++=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++==ωω
其中，11L X ω=，L R R R +=222，L X L X +=222ω。
R 1+X 1j 是原边的复阻抗，R 2+ωL 2j 是副边的复阻抗，R L +X L j 是引入副边的复阻抗。
副边电路对原边电路的反射电阻f R 1和反射电抗f X 1分别为：
2222
2
222
21R X R X R M f +=
， 2222
2
222
21X X R X X M f +-=
由此可见，当线圈'22-接入感性负载时，将使入端电阻增大，入端感抗减少；若线圈
'22-接入容性负载时，且X 22=ωL 2+X L 为容性，f X 1为感性，将使入端电阻和入端感抗增大。
三． 实验设备
名称 数量 型号
1． 三相空气开关 1块 MC1001 2． 单相调压器 1块 MC1058D 3． 单相电量仪 1块 MC1098 4． 双路可调直流电源 1块 MC1046 5． 指针式万用表 1台 学校自备
6． 互感耦合线圈 1组 1000N *1 500N *1 7． U 型铁芯 1副
8． 电阻 1只 15Ω*1
9． 电容 1只 220μF *1 10． 短接桥和连接导线 若干 P8-1和50148 11． 实验用9孔插件方板 1块 297mm ×300mm
四． 实验步骤
1． 测定两互感耦合线圈的同名端
分别用图18-1，图18-2所示的直流法U S 取9V ，和交流法U S 取5V ，测定两端耦合线圈的同名端，注意两种方法测定的同名端是否相同。
在测量时，两个线圈都必须插入一个条形铁芯（或者将两线圈内插入一个公共U 型铁芯），以增强耦合的程度。
记下两线圈的同名端编号。
图18-5 测量开路互感电压
2． 测定两互感耦合线圈的互感系数M （1） 用开路互感电压法
首先，用万用表测量两线圈的电阻R 1、R 2，然后分别按图18-5(a)、(b)接线，测得
1U 、1I 、Φ1、20U 和2U 、2I 、Φ2、10U ，记入表18-1中，取I 1=I 2=0.3A ，并计算1L 、2L 、
A M 、
B M 的值。
表18-1 测互感系数实验数据（一）
测 量 值 计 算 值
U 1 I 1 Φ1 U 20 U 2 I 2 Φ2
U 10 L 1 L 2 A M B M
K
（2） 用等效电感法
按图18-6接线，分别测量1L 与2L 顺向串联和反向串联式的电压U 、电流I 及相角φ，I=0.3A ，记入表18-2中，计算L 顺、L 反及M 。
表18-2 测互感系数实验数据（二）
顺向串联 反向串联 计算值
U I φ 'U
'I φ’ L 顺 L 反 M
图18-6 互感耦合线圈的顺串和反串 图18-7 互感耦合电路
3． 互感耦合电路的反射阻抗
按图18-7接线，分别测量副边为空载及电阻和电容负载下的电压电流U 1、I 1、φ1，记入表18-3。
计算不同负载下的入端阻抗，同时计算反射电阻，反射电抗。
表18-3 测反射阻抗，反射电抗实验数据
测 量 值 计算值
U 1 I 1 φ1
复阻抗 f R 1
f X 1
空载
R L =_______ C=_______
4． 观察互感现象
1）将低电压交流加在N1侧，N2侧接入LED 发光二极管与510Ω电阻串联的支路。
此时注意观察LED 发光管的亮度，如发光管不亮，可适当增大N1侧交流电压，直到LED 发光管亮度适中。
2）将U 型铁芯从两个线圈中抽出和插入，观察LED 亮度的变化及各电表读数的变化，记录现象。
3）改变两线圈的相对位置，观察LED 亮度的变化及仪表读数。
五． 讨论与分析
根据实验步骤3的实验结果，讨论互感对入端阻抗的影响。