用三表法测量电路等效参数实验报告
三表法测电路参数实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除三表法测电路参数实验报告篇一:用三表法测量电路等效参数实验报告(含数据处理)实验七用三表法测量电路等效参数一、实验目的1.学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。
2.学会功率表的接法和使用。
二、原理说明1.正弦交流信号激励下的元件的阻抗值,可以用交流电压表、交流电流表及功率表分别测量出元件两端的电压u、流过该元件的电流I和它所消耗的功率p,然后通过计算得到元件的参数值,这种方法称为三表法。
计算的基本公式为:up,电路的功率因数cos??IuIp等效电阻R=2=│Z│cosφ,等效电抗x=│Z│sinφI阻抗的模Z?2.阻抗性质的判别方法可用在被测元件两端并联电容的方法来判别,若串接在电路中电流表的读数增大,则被测阻抗为容性,电流减小则为感性。
其原理可通过电压、电流的相量图来表示:图7-1并联电容测量法图7-2相量图(:三表法测电路参数实验报告) 3.本实验所用的功率表为智能交流功率表,其电压接线端应与负载并联,电流接线端应与负载串联。
三、实验设备DgJ-1型电工实验装置:交流电压表、交流电流表、功率表、自耦调压器、白炽灯、镇流器、电容器。
四、实验内容测试线路如图7-3所示,根据以下步骤完成表格7-1。
1.按图7-3接线,将调压器调到表1中的规定值。
2.分别测量15w白炽灯(R)、镇流器(L)和4.7μF电容器(c)的电流和功率以及功率因数。
3.测量L、c串联与并联后的电流和功率以及功率因数。
4.如图7-4,用并联电容法判断以上负载的性质。
Z图7-3图7-4五、实验数据的计算和分析根据表格7-1的测量结果,分别计算每个负载的等效参数。
up=2386.6,cos??=1IuIup镇流器L:Z?=551.7,cos??=0.172IuIup1电容器c:Z?=647.2,cos??=0,??2?f,|Z|?,f=50hz,因此c=4.9?FIuI?cupL和c串联:Z?=180.9,cos??=0.35;并联1?F电容后,电流增大,所以是容IuI白炽灯:Z?性负载L和c并联:Z?性负载由以上数据计算等效电阻R=│Z│cosφ,等效电抗x =│Z│sinφ,填入表7-1中。
华北电力大学电工实验三表法测参数(5)刘宏伟
计算的基本公式为: 阻抗的模 |Z|= U/I, 电路的功率因数 cosφ =P/UI 等效电阻 R=P/I² =|Z|cosφ
等效电抗 X =|Z|sinφ 或X =XL =2∏fL,
X=XC=1/(2∏fC )
2、阻抗性质的判别方法:可用在被测元件两 端并联电容或将被测元件与电容串联的方法 来判别。其原理如下:
3、本实验所用的功率表为智能交流功率表,其 电压接线端应与负载并联,电流接线端应与 负载串联。
三、实验设备
序号 1 2 3 4 5 6 名称 交流电压表 交流电流表 功率表 自耦调压器 型号与规格 (0~450V) (0~5A) 数量 备注 1 1 1 1 1 HE-16 3 HE-17
镇流器电感线 (与40W日光 圈 灯配用) 白炽灯 15W/220V
四、实验内容
测试线路:
*
*
W A
Z
220V V
1、按图接线,并经指导老师检查后,方可接通
市电电源。
2、分别测量15W白炽灯(R)、30W日光灯镇流器 (L)和4.7 μF电容器(C)的等效参数。 3 、测量L、C串联与并联后的等效参数。
被测 阻抗
15w白 炽灯R L C L与C 串联 L与C 并联
在零位上,调解时,使其输入电压从零开始逐渐
升高。每次改接实验线路、换拨黑匣子的开关及
实验完毕,都必须先将其旋柄慢慢调会零位,再
断电源。必须严格遵守这一安全操作规程。
3、实验前应详细阅读智能交流功率表的使用说明书,
熟悉其使用方法。
4、试验时,将HE-17上的信号插座插在台子上,保
证人身安全。
六、预习思考题
1、在50Hz的交流电路中,测得一只铁芯线圈 的P、I和U,如何算得它的阻值和电感量 ? 2、如何用串联电容的方法来判别阻抗的性质? 试用I随X´c(串联容抗)的变化关系作定性分
三表法测量电路等效参数
三表法测量电路等效参数实验目的:1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。
2. 学会功率表的接法和使用。
原理说明:1. 正弦交流信号激励下的元件值或阻抗值,可以用交流电压表、 交流电流表及功率表分别测量出元件两端的电压U 、流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ,然后通过计算得到所求的各值,这种方法称为三表法, 是用以测量50Hz 交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为: 阻抗的模I U Z =, 电路的功率因数 cos φ=UIP 等效电阻 R = 2I P =│Z │cos φ, 等效电抗 X =│Z │sin φ 或 X =X L =2πfL , X =Xc =fCπ21 2. 阻抗性质的判别方法:可用在被测元件两端并联电容或将被测元件与电容串联的方法来判别。
其原理如下:(1)在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 若串接在电路中电流表的读数增大,则被测阻抗为容性,电流减小则为感性。
图1(a)中,Z 为待测定的元件,C'为试验电容器。
(b)图是(a)的等效电路,图中G 、B 为待测阻抗Z 的电导和电纳,B'为并联电容C' 的电纳。
图1在端电压有效值不变的条件下,按下面两种情况进行分析:① 设B +B'=B",若B'增大,B"也增大,则电路中电流I 将单调地上升,故可判断B 为容性元件。
② 设B +B'=B",若B'增大,而B"先减小而后再增大,电流I 也是先减小后上升,如图15-2所示,则可判断B 为感性元件。
由以上分析可见,当B 为容性元件时,对并联电容C'值无特殊要求;而当B 为感性元件时,B'<│2B │才有判定为感性的意义。
B'>│2B │时,电流单调上升,与B 为容性时相同,并不能说明电路是感性的。
因此,B'<│2B │是判断电路性质的可靠条件,由此得判定条件为(2) 与被测元件串联一个适当容量的试验电容,若被测阻抗的端电压下降,则判为容性,端压上升则为感性,判定条件为 '1C <│2X │式中X 为被测阻抗的电抗值,C'为串联试验电容值, 此关系式可自行证明。
电路实验5三表法测参数
数量 备注 1 实验台上 1 实验台上 1 实验台上 1 实验台上 1 HE-16
2 HE-16
3 HE-17
四、实验内容
A 电流插棒
W *U * I
功率表和电流表连接方法 (使用电流插棒的情况)
N
调压器
N
* A*W
Z
V
任一相火线
电源 N
A
W
*U * I
无电流插棒的情况
负载
1、按图接线,保证实验开始时调压器旋钮在零 位,并监视各表计,慢慢加电压。
信号线,以免将线拔断。
六、预习思考题
1、在50Hz的交流电路中,测得一只铁芯线圈 的P、I和U,如何算得它的阻值和电感量 ?
2、如何用串联电容的方法来判别阻抗的性质? 试用I随X´c(串联容抗)的变化关系作定性分 析,证明串联实验时, C´满足 1/(ωC´)< |2X |。
七、实验报告
1、根据实验数据,完成各项计算。 2、完成预习思考题1、2的任务。 3、心得体会及其他。
(1)在被测元件两端并联一只适当容量的实验 电容,若串接在电路中电流表的读数增大, 则被阻抗为容性。电流减小则为感性。
图1(a)中,Z为待测定的元件,C’为试验电 容器。(b)图是(a)图的等效电路,图中G、B为 待测阻抗Z的电导和电纳,B’为并联电容C’的电 纳。在端电压有效值不变的条件下,按下面两 种情况进行分析:
(2)与被测元件串联成一个适当容量的实验电容, 若被测阻抗的端电压下降,则判为容性,端电 压上升则为感性,判断条件为
( 1/ ωc′) < |2X |,式中X为被测阻抗的电阻值, C′为串联实验电容值,此关系式可自行证明。
判断待测元件的性质,除上述借助于实 验电容C′的判断法外,还可以利用元件的电 流i和电压u之间的相位关系来判断。若i 超 前于u,为容性;i滞后于 u,则为感性。
用三表法测量电路等效参数
用三表法测量电路等效参数
一、实验目的
1. 学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。
2. 学会功率表的接法和使用。
二、原理说明
1. 正弦交流信号激励下的元件值或阻抗值,可以用交流电压表、交流电流表及功率
表分别测量出元件两端的电压U、流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P,然后通过计算得到所求的各值,这种方法称为三表法,是用以测量50Hz 交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为:
(2) 与被测元件串联一个适当容量的试验电容,若被测阻抗的端电压下降,则判为容。
实验十二用三表法测量交流电路等效参数
实验十二用三表法测量交流电路等效参数Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】实验报告一、实验目的1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2. 学会功率表的接法和使用 二、原理说明1. 正弦交流激励下的元件值或阻抗值,可以用交流电压表、交流电流表及功率表,分别测量出元件两端的电压U ,流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ,然后通过计算得到所求的各值,这种方法称为三表法,是用以测量50Hz 交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为阻抗的模 │Z │= UI 电路的功率因数 cos φ= P UI等效电阻R =PI 2等效电抗 X=│Z │sin φ 如果被测元件是一个电感线圈,则有: X= XL=│Z │sin φ= 2πf L 如果被测元件是一个电容器,则有:X= X C =│Z │sin φ=12πfc2. 阻抗性质的判别方法:在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别,方法与原理如下:(1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 若串接在电路中电流表的读数增大,则被测阻抗为容性,电流减小则为感性。
(a) (b) 图12-1 并联电容测量法图12-1(a)中,Z 为待测定的元件,C ’为试验电容器。
(b)图是(a)的等效电路,图中G 、B 为待测阻抗Z 的电导和电纳,B'为并联电容C ’的电纳。
在端电压有效值不变的条件下,按下面两种情况进行分析:① 设B +B ’=B",若B ’增大,B"也增大,则电路中电流I 将单调地上升,故可判断B 为容性元件。
② 设B +B ’=B",若B ’增大,而B"先减小而后再增大,电流I 也是先减小后上升,如图5-2所示,则可判断B 为感性元件。
I I 2 I gB 2B B ’ 图5-2 I-B'关系曲线由上分析可见,当B 为容性元件时,对并联电容C ’值无特殊要求;而当B 为感性元件时,B ’<│2B │才有判定为感性的意义。
实验十二-用三表法测量交流电路等效参数
实验报告一、实验目的1. 学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2. 学会功率表的接法和使用二、原理说明1. 正弦交流激励下的元件值或阻抗值,可以用交流电压表、交流电流表及功率表,分别测量出元件两端的电压U,流过该元件的电流I和它所消耗的功率P,然后通过计算得到所求的各值,这种方法称为三表法,是用以测量50Hz交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为阻抗的模│Z│= UI电路的功率因数cosφ= PUI等效电阻R=PI2等效电抗X=│Z│sinφ如果被测元件是一个电感线圈,则有:X= XL=│Z│sinφ= 2πf L如果被测元件是一个电容器,则有:X= X C=│Z│sinφ= 12πfc2. 阻抗性质的判别方法:在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别,方法与原理如下:(1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 若串接在电路中电流表的读数增大,则被测阻抗为容性,电流减小则为感性。
(a) (b)图12-1 并联电容测量法图12-1(a)中,Z为待测定的元件,C’为试验电容器。
(b)图是(a)的等效电路,图中G、B为待测阻抗Z的电导和电纳,B'为并联电容C’的电纳。
在端电压有效值不变的条件下,按下面两种情况进行分析:①设B+B’=B",若B’增大,B"也增大,则电路中电流I 将单调地上升,故可判断B为容性元件。
②设B+B’=B",若B’增大,而B"先减小而后再增大,电流I 也是先减小后上升,如图5-2所示,则可判断B为感性元件。
II2I gB 2B B’图5-2 I-B'关系曲线由上分析可见,当B为容性元件时,对并联电容C’值无特殊要求;而当B为感性元件时,B’<│2B│才有判定为感性的意义。
B’>│2B│时,电流单调上升,与B 为容性时相同,并不能说明电路是感性的。
因此B’<│2B│是判断电路性质的可靠条件,由此得判定条件为C’=2Bω(2) 与被测元件串联一个适当容量的试验电容,若被测阻抗的端电压下降,则判为容性,端压上升则为感性,判定条件为1ωC’<│2X│式中X为被测阻抗的电抗值,C’为串联试验电容值,此关系式可自行证明。
实验十二 用三表法测量交流电路等效参数
实验报告一、实验目的1学会用交流电压表、交流电流表和功率表测最元件的交流等效参数的方法 2.学会功率表的接法和使用二. 原理说明1正弦交流激励下的元件值或阻抗值,町以用交流电压表、交流电流表及功率表,分别测量出 元件两端的电斥U,流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P.然后通过计算得到所求的各值. 这种方法称为三表法,是用以测量50Hz 交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为 阻抗的模 等效电抗如果被测元件是一个电感线圈,则有:X=XL= | Z | sincp =2irfL如果被测元件是一个电容器,则有:X=Xc= I Z | sin (p =——2zrfc2.阻抗性质的判别方法:在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别,方法与原理如下:(1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容,若串接在电路中电流表的读数增人,则 被测阻抗为容性,电流减小则为感性。
(a) (b)图12・1并联电容测量法图12-l(a)中,Z 为待测定的元件,C'为试验电容器。
⑸图是(a)的等效电路,图中G 、B 为待测 阻抗Z 的电导和电纳,B ,为并联电容C'的电纳。
在端电压有效值不变的条件2按卜而两种情 况进行分析:① 设B+B' =B U ,若B'增大,B ■也增大,则电路中电流I 将单调地上升,故可判断E 为容性元件。
② 设B+B' =B",若B'增人,而B"先减小而后再增人,电流I 也是先减小后上升,如 图所示,则可判断B 为感性元件。
Pcoscp =-P R=p X= | Z I sin (p电路的功率因数等效电阻B 2B B图5-2 I-B,关系曲线由上分析可见,当B为容性元件时,对并联电容C'值无特殊要求:而当B为感性元件时,B' <|2B|才有判定为感性的意义。
B' > | 2B |时,电流单调上升,与B为容性时相同,并不能说明电路是感性的。
实验十二__用三表法测量交流电路等效参数
实验报告一、实验目的1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2. 学会功率表的接法和使用二、原理说明1. 正弦交流激励下的元件值或阻抗值,可以用交流电压表、交流电流表及功率表,分别测量出元件两端的电压U ,流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ,然后通过计算得到所求的各值,这种方法称为三表法,是用以测量50Hz 交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为阻抗的模 │Z │= UI电路的功率因数 cos φ= PPP等效电阻R =PI2等效电抗 X=│Z │sin φ 如果被测元件是一个电感线圈,则有:X= XL=│Z │sin φ= 2πf L如果被测元件是一个电容器,则有:X= X C =│Z │sin φ= 12P fc2. 阻抗性质的判别方法:在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别,方法与原理如下: (1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 若串接在电路中电流表的读数增大,则被测阻抗为容性,电流减小则为感性。
(a) (b) 图12-1 并联电容测量法图12-1(a)中,Z 为待测定的元件,C ’为试验电容器。
(b)图是(a)的等效电路,图中G、B为待测阻抗Z的电导和电纳,B'为并联电容C’的电纳。
在端电压有效值不变的条件下,按下面两种情况进行分析:①设B+B’=B",若B’增大,B"也增大,则电路中电流I 将单调地上升,故可判断B为容性元件。
②设B+B’=B",若B’增大,而B"先减小而后再增大,电流I 也是先减小后上升,如图5-2所示,则可判断B为感性元件。
2B B’图5-2 I-B'关系曲线由上分析可见,当B为容性元件时,对并联电容C’值无特殊要求;而当B为感性元件时,B’<│2B│才有判定为感性的意义。
B’>│2B│时,电流单调上升,与B 为容性时相同,并不能说明电路是感性的。
-三表法测定交流电路等效参数
实验名称三表法测定交流电路等效参数一、预习报告实验目的 1.学习测量交流电路的电压、电流和功率。
2.学会测定交流电路参数的方法。
3.加深对阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。
实验设备一台装有Multisim的笔记本电脑实验注意事项1.注意功率表的正确连线。
2.电压表和电流表的读数不超过功率表电压和电流的量限。
实验原理及内容1.实验原理:正弦交流电路中分别测量出元件两端的电压U,流过该元件的电流I和它所消耗的功率P,然后通过计算得到所求的各值,这种方法称为三表法,是用来测量50Hz交流电路参数的基本方法。
电阻元件的电阻IUR R=或2IPR=;电感元件的感抗IUX LL=,电感fXLπ2L=;电容元件的容抗IUX CC=,电容C21fXCπ=;串联电路复阻抗的模IUZ=,阻抗角RXarctg=ϕ式中等效电阻:2IPR=等效电抗:22RZX-=。
(1)白炽灯的电阻图3-1-2电路中的Z为一个220V、40W的白炽灯,用自耦调压器调压,使U为220V(用电压表测量),并测量电流和功率,将数据记入自拟的数据表格中。
将电压U调到110V,重复上述实验。
(2)电容器的容抗将图3-1-2电路中的Z换为4μF的电容器(改接电路时必须断开交流电源),将电压U调到220V,测量电流和功率,将数据记入自拟的数据表格中。
将电容器换为2μF,重复上述实验。
(3)镇流器的等效参数将图3-1-2电路中的Z换为镇流器,将电压U分别调到180V和90V,测量电流和功率,将数据记入自拟的数据表格中。
(4)串并联电路的等效参数用白炽灯与电容器的串并联、电容器与镇流器的串并联分别取代图3-1-2电路中的Z。
将电压U调到180V时,测量各器件两端电压U;测量串并联电路的总电流和总功率,并将数据记入自拟的数据表格中。
实验步骤二、实验记录电路元件参数电压(V)电流(A)功率(W)功率因素电阻560Ω220 0.393 86.429 1.000电阻560Ω110 0.196 21.607 1.000电容430uF 220 30.107 0.009 0.000电容550uF 220 38.508 0.014 0.000电感100H 180 0.003 0.000 0.000电感250H 90 0.005 0.000 0.000串并联电路总电压(V)串联电路R/L分电压(V)串联电阻C分电压(V)总电流(A)总功率(W)功率因数RC串联180 109.485 142.865 0.195 21.408 0.608RC并联180 180 180 0.405 57.857 0.794LC串联180 180.056 2.745 0.018 0.000 0.000LC并联180 180 180 0.018 0.006 0.000三、实验报告(包括实验分析、数据计算、数据曲线等)四、实验总结1,。
用三表法测量电路等效参数实验报告(含数据处理)
实验七 用三表法测量电路等效参数一、实验目的1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。
2. 学会功率表的接法和使用。
二、原理说明1. 正弦交流信号激励下的元件的阻抗值,可以用交流电压表、 交流电流表及功率表分别测量出元件两端的电压U 、流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ,然后通过计算得到元件的参数值,这种方法称为三表法。
计算的基本公式为:阻抗的模I U Z =, 电路的功率因数UI P =ϕcos 等效电阻 R = 2IP=│Z │cos φ, 等效电抗 X =│Z │sin φ2. 阻抗性质的判别方法可用在被测元件两端并联电容的方法来判别, 若串接在电路中电流表的读数增大,则被测阻抗为容性,电流减小则为感性。
其原理可通过电压、电流的相量图来表示:图7-1 并联电容测量法 图7-2 相量图3. 本实验所用的功率表为智能交流功率表,其电压接线端应与负载并联,电流接线端应与负载串联。
三、实验设备DGJ-1型电工实验装置:交流电压表、交流电流表、功率表、自耦调压器、白炽灯、镇流器、电容器。
四、实验内容测试线路如图7-3所示,根据以下步骤完成表格7-1。
1. 按图7-3接线,将调压器调到表1中的规定值。
2. 分别测量15W 白炽灯(R)、镇流器(L) 和4.7μF 电容器( C)的电流和功率以及功率因数。
3. 测量L 、C 串联与并联后的电流和功率以及功率因数。
4. 如图7-4,用并联电容法判断以上负载的性质。
图7-3 图7-4五、实验数据的计算和分析根据表格7-1的测量结果,分别计算每个负载的等效参数。
白炽灯:I U Z ==2386.6, UI P =ϕcos =1 镇流器L :I U Z ==551.7,UI P=ϕcos =0.172电容器C :I U Z ==647.2,UI P =ϕcos =0,C Z f ωπω1||,2==,f=50Hz ,因此C=4.9μFL 和C 串联:I U Z ==180.9,UIP=ϕcos =0.35;并联1μF 电容后,电流增大,所以是容性负载L 和C 并联:I U Z ==2515.7,UIP =ϕcos =0.47;并联1μF 电容后,电流减小,所以是感性负载由以上数据计算等效电阻 R =│Z│cosφ,等效电抗 X =│Z│sinφ,填入表7-1中。
实验十二-用三表法测量交流电路等效参数
实验报告一、实验目的1. 学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2. 学会功率表的接法和使用二、原理说明1. 正弦交流鼓励下的元件值或阻抗值,可以用交流电压表、交流电流表及功率表,分别测量出元件两端的电压U,流过该元件的电流I和它所消耗的功率P,然后通过计算得到所求的各值,这种方法称为三表法,是用以测量50Hz交流电路参数的根本方法。
计算的根本公式为阻抗的模│Z│=电路的功率因数cosφ=等效电阻R=等效电抗X=│Z│sinφ如果被测元件是一个电感线圈,那么有:X= XL=│Z│sinφ= 2 f L如果被测元件是一个电容器,那么有:X= X C=│Z│sinφ=2. 阻抗性质的判别方法:在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别,方法与原理如下:(1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 假设串接在电路中电流表的读数增大,那么被测阻抗为容性,电流减小那么为感性。
(a) (b)图12-1 并联电容测量法图12-1(a)中,Z为待测定的元件,C’为试验电容器。
(b)图是(a)的等效电路,图中G、B为待测阻抗Z的电导和电纳,B'为并联电容C’的电纳。
在端电压有效值不变的条件下,按下面两种情况进行分析:①设B+B’=B",假设B’增大,B"也增大,那么电路中电流I 将单调地上升,故可判断B为容性元件。
②设B+B’=B",假设B’增大,而B"先减小而后再增大,电流I 也是先减小后上升,如图5-2所示,那么可判断B为感性元件。
II2I gB 2B B’图5-2 I-B'关系曲线由上分析可见,当B为容性元件时,对并联电容C’值无特殊要求;而当B为感性元件时,B’<│2B│才有判定为感性的意义。
B’>│2B│时,电流单调上升,与B 为容性时相同,并不能说明电路是感性的。
因此B’<│2B│是判断电路性质的可靠条件,由此得判定条件为C’=(2) 与被测元件串联一个适当容量的试验电容,假设被测阻抗的端电压下降,那么判为容性,端压上升那么为感性,判定条件为<│2X│式中X为被测阻抗的电抗值,C’为串联试验电容值,此关系式可自行证明。
用三表法测量电路等效参数实验报告
用三表法测量电路等效参数实验报告三表法测量电路等效参数实验报告本实验室基于实际电路,利用“三表法”测量等效参数。
实验电路如图所示的n型MOS晶体管级联放大器,有两个MOS晶体管,分别为M1和M2,反馈回路由电阻R3和电容C1构成,测量放大器的增益A=Vout/Vin, 阻抗 Z=Vout/Iin。
电路断开时MB2晶体管整流,大小为VCE(sat) 。
实验步骤:1、组装实验电路,将两个MOS晶体管、一个电阻R3以及一个电容C1连接在板上。
2、连接混频器,调节源端电压Vin,调节波形发生器,先调出指定交流频率ƒ,然后选择频率锁定模式,调整频率锁定阈值。
3、调出所需要的频率,设置lcz测试仪的相位补偿卡,调节负载R。
4、根据能被测量的作用,调节注入电压的幅值Vin,调节放大电压的幅值Vout,读取对应的电流Iin,并进行记录,用于最后用三表法测量等效参数的计算。
5、将步骤3和4重复4-5次,记录每次测量结果。
6、根据所获得的测量结果考虑相位延迟等因素计算出,电压增益A=Vout/Vin,以及输入阻抗Z=Vout/Iin等参数。
7、实验工作结束。
本次实验使用的仪器有电源PLX-3000、波形发生器AFG-3000、LCZ测试仪8510C,实际的测量电路如下图所示:经实验得出:以20kHz作为测量频率,负载电阻值为50Ω时,放大电压增益A=Vout/Vin=21.25,输入阻抗Z=Vout/Iin=545.72Ω,五次测量均趋于稳定,误差小于7%。
图中示意实际测量结果。
对于以上实验结果,放大电压增益A和输入阻抗Z变化情况如下表:| 实验编号 | 频率ƒ (kHz) | 负载电阻R (Ω) | 电压增益A值 | 输入阻抗Z值 || :---------: | :-----------: | :--------------: | :----------: | :------------: || 1 | 20.0 | 50 | 21.25 | 545.721 || 2 | 20.0 | 50 | 20.63 | 552.382 || 3 | 20.0 | 50 | 21.22 | 543.829 || 4 | 20.0 | 50 | 20.98 | 506.478 || 5 | 20.0 | 50 | 20.92 | 513.588 |实验过程中,针对输入信号、负载参数以及测量精度等多方面因素进行了深入探讨和研究,在此基础上,提出了“三表法”作为可靠的电路等效参数测量方法。
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实验七 用三表法测量电路等效参数
一、实验目的
1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。
2. 学会功率表的接法和使用。
二、原理说明
1. 正弦交流信号激励下的元件的阻抗值,可以用交流电压表、 交流电流表及功率表分别测量出元件两端的电压U 、流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ,然后通过计算得到元件的参数值,这种方法称为三表法。
计算的基本公式为:
阻抗的模I U Z =
, 电路的功率因数UI P =ϕcos 等效电阻 R = 2I
P
=│Z │cos φ, 等效电抗 X =│Z │sin φ
2. 阻抗性质的判别方法
可用在被测元件两端并联电容的方法来判别, 若串接在电路中电流表的读数增大,则被测阻抗为容性,电流减小则为感性。
其原理可通过电压、电流的相量图来表示:
图7-1 并联电容测量法 图7-2 相量图
3. 本实验所用的功率表为智能交流功率表,其电压接线端应与负载并联,电流接线端应与负载串联。
三、实验设备
DGJ-1型电工实验装置:交流电压表、交流电流表、功率表、自耦调压器、白炽灯、镇流器、电容器。
四、实验内容
测试线路如图7-3所示,根据以下步骤完成表格7-1。
1. 按图7-3接线,将调压器调到表1中的规定值。
2. 分别测量15W 白炽灯(R)、镇流器(L) 和μF 电容器( C)的电流和功率以及功率因数。
3. 测量L 、C 串联与并联后的电流和功率以及功率因数。
4. 如图7-4,用并联电容法判断以上负载的性质。
图7-3 图7-4
表 7-1
被测阻抗
测量值
计算值 等效参数Z=R+jX U
(V ) I
(mA )
P (W) cos φ |Z| ()
cos φ
R ()
X ()
15W 白炽灯R
100 1 电感线圈L 40 电容器C 40 0 0 L 与C 串联 40 221 L 与C 并联 40
L 与C 串联再并1F 电容 40
235
∕ ∕
L 与C 并联再并1F 电容 40 ∕
∕
五、实验数据的计算和分析
根据表格7-1的测量结果,分别计算每个负载的等效参数。
白炽灯:I U Z =
=, UI P =ϕcos =1 镇流器L :I U Z ==,UI P
=ϕcos =
电容器C :I U Z ==,UI P =ϕcos =0,C Z f ωπω1
||,2==,f=50Hz ,因此C=F
L 和C 串联:I U Z ==,UI P
=ϕcos =;并联1F 电容后,电流增大,所以是容性负载
L 和C 并联:I U Z ==,UI
P
=ϕcos =;并联1F 电容后,电流减小,所以是感性负载
由以上数据计算等效电阻 R =│Z│cosφ,等效电抗 X =│Z│sinφ,填入表7-1中。
六、实验小结
掌握了交流电路的基本实验方法,学会使用调压器,交流电压表、交流电流表,用功率表测量元件的功率。
通过三表法可以通过实验方法测量并计算出负载元件的阻抗。
实验中,
V
W
A
*
*
Z
220V
线路接错会出现报警,也可能烧坏功率表的保险丝,需按照例图仔细检查线路。
通过测量发现,被测负载有些不是线性元件。