5-1、交流电路元件参数的测定实验

实验5-1交流电路元件参数的测定实验

实验目的：

1. 学习正确选用交流仪器和设备；

2．学习用三表法(伏安瓦计法)测定交流电路器件参数的方法；

3．掌握功率表、调压器的使用；

4．了解如何校正由仪表内阻引起的测量误差

实验假设：假设三表法能够准确的通过Ｕ、I和P的测量求出电容器的电阻，电感器的感抗，电容器的容抗。三压法能够准确的测量电感器的相关参数。

实验原理：（1）低频电路元件的的参数。

交流电路中的实际无源元件有电阻器、电感器和电容器。严格讲，这些实验元件都不能用单一的电阻参数、电感参数和电容参数来表示各自的特征。

在低频（如工频）情况下，电阻器周围的磁场和电场可以忽略不计，可以不考虑其电感和分布电容，将其看成纯电阻，可用电阻参数来表征电阻启动的特征。

点赶的物理原型是导线绕制的线圈，导线电阻不可忽视。在低频情况下电匝间的分布电容可以忽略，因此电感线圈用电阻和电感两个参数来表征。

在低频时，电容器可以略去引导电感，忽略其电解质损耗和漏电，可用电容参数来表示特征。

综上所述，在低频情况下，交流电路元件参数主要有电阻器的电阻参数R、电容器的电容参数C、电感线圈的电感参数L和电阻参数R。

（2）元件参数的测量方法很多，如三表法、电桥法、谐振法以及Q表法等，以及实验采用三表法和三压法测量电阻器、电感器和电容器的参数。

！：三表法。图1所示的电路中，Z为被测元件。有电路理论可知，元件的电压U、电流I 及有功功率P有一下关系。

阻抗的模： |Z|=U/I；

等效电阻： R=P/I²= |Z|cos；

等效电抗： X=±（|Z|²-R²）½= |Z|sin；

等效电感： L=X/ω（当X＞0时）；

等效电容： C=1/（Xω）（当X<0时）；

这是测量交流参数的一种方法，由于采用三块仪表，所以简称三表法。

！！：三压法。在图2 a所示的电路中，已知电阻r与被测阻抗Z串联，设Z为电感线圈，则总电流、电阻电压和电感电压间的相量关系如图2 b所示。

实验仪器：1、交流电压表、交流电流表以及功率表及功率因素表各一个。

2、电阻元件、电感线圈、电容器。、

2、自耦调压器、电流测量插座。

实验内容及步骤：（1）用三压法侧电阻、电感线圈和电容元件的参数。

按图3所示接线，被测元件是电阻，通过自耦调压器对电阻加一电压，电压的大小根据被测元件的额定值确定，将数据记录在表格中。

接线时应注意先串联后并联，电流表、功率表的电流线圈和被测元件应串联起来，电压表及功率表的电压线圈与被测元件应并联，功率表的电压线圈与电流线圈的同级性端“*”连接在同一点。

将负载改为电感线圈，重复以上测量过程并将数据填入表格。

将负载改为电容器，重复以上测量过程并将数据填入表格。

根据测量值，计算各元件的有关参数。

（2）用三压法测量电感线圈的参数。

按图2所示接线，被测元件为电感。通过自耦调压器对由被测元件和已知电阻r组成的串联电路加一低频交流点，电压的大小视元件情况而定。然后分别测量总电压U、电感电压Url和电阻电压Rr，并记录测量值，计算电感器的电感L和内阻R。

实验图表：

数据分析：其中三表测量法的第一组数据好像有点问题，我测量时的电阻不是这么大，可能测量过程的某一个环节出了问题。三表法的数据显示同样的情况下，测量电阻器时通过的电路的电流最大，电感器次之，电容器最小，同时连接电阻器时电路的有功有功功率最大。