实验十八交流电桥测电容和电感
交流电桥法测量电容的原理
交流电桥法测量电容的原理交流电桥法测量电容1. 什么是交流电桥法交流电桥法是一种常用的电路测量方法，可用于测量电阻、电容和电感等元件的参数。
本文将重点介绍交流电桥法在测量电容时的原理及使用方法。
2. 原理概述交流电桥法基于电桥平衡原理，通过调节电路中的参数，使得电路的两个节点之间的电位差为零，从而达到测量的目的。
3. 交流电桥法测量电容的原理交流电桥法测量电容的原理是利用两个电容器通过一个交流电源供电，并通过调节变阻器的阻值来使电路平衡，从而实现电容的测量。
具体步骤如下：1.将可调电阻器和两个电容器连接成电桥电路，其中一个电容器待测，另一个电容器称为标准电容器。
2.通过交流电源给电桥电路提供交流电压。
3.调节可调电阻器的阻值使得电桥平衡，即两个节点间的电位差为零。
4.记录下可调电阻器的阻值，即可得到待测电容和标准电容的比值。
5.通过已知标准电容的数值，即可计算出待测电容的数值。
4. 使用交流电桥法测量电容的注意事项在使用交流电桥法测量电容时，需要注意以下几点：•选取合适的标准电容器，其阻抗应与待测电容器的阻抗相近，避免测量误差。
•交流电源的频率应与待测电容器的特性频率匹配，以获得准确的测量结果。
•调节电桥电路中的变阻器时，应小心操作，避免对电路产生干扰。
5. 总结通过交流电桥法测量电容可以获得准确可靠的测量结果，但需要选择合适的标准电容器，并注意调节电桥电路时的操作细节。
交流电桥法作为一种基础的电路测量方法，在实际工程应用中具有重要的意义，可以满足对电容进行精确测量的需求。
希望本文对读者了解交流电桥法测量电容有所帮助，同时也希望读者能够进一步探索和应用该方法。
用交流电桥测电阻、电容、电感
小成比例外�还必须满足相位条件�这是它与直 流电桥的不同之处。
二、实际电容器和电感的等效电路
1、实际电容器的等效电路 实际电容器的两极板间所充介质并不
是理想介质�而存在“漏电”现象�在电
路中要消耗一定的能量。因此�实际电容
器相当于两极板间并联有一只很大的电阻。
如图b所示�则电容器的复阻抗
C
ZC � RC
一、交流电桥及其平衡条件 在交流电桥中�用交流电源�低频信号发
生器�和交流零示仪�如交流毫伏表�分别代 替惠斯通电桥中的直流电源和检流计。一般交 流电桥的四个桥臂中不仅有电阻�而且还有电 容�电感等元件。它们的电路如图a所示�其 中 Z1 、Z 2、Z 3、Z 4分别为四个桥臂的复阻抗。
当电桥平衡时�没有
阻�则由①式可得
B
RX
R2
LX A
L2
mV
C
R4
R3
D
�图f�
RX
�
j�LX
�
R4 R3
�R2
�
j�L2 �
求得�
LX
�
R4 R3
L2
Rx
�
R4 R3
R2
品质因数 Q � �LX � �L2
RX
R2
六、实验内容
1、用电容电桥测待测电容CX的电容量和损 耗电阻RX 。
2、用电感电桥测量待测线圈LX及其损耗电 阻RX。
压和通过的电流之间的相位角不是� �而是� ��
2
2
这里称� 为电容器的损耗角�它是衡
量实际电容器与理想电容器的差别的一个重
要参数。为方便起见�一般用 tan� 来表示
电容器的损耗。
tan �
�
交流电桥测电容和电感
实验二十八交流电桥测电容与电感交流电桥与直流电桥相似,也由四个桥臂组成。
但交流电桥组成桥臂得元件不仅就是电阻,还包括电容或电感以及互感等。
由于交流电桥得桥臂特性变化繁多,因此它测量范围更广泛。
交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外,还经常用于测量材料得介电常数、电容器得介质损耗、两线圈间得互感系数与耦合系数、磁性材料得磁导率以及液体得电导率等。
当电桥得平衡条件与频率有关时,可用于测量交流电频率等。
交流电桥电路在自动测量与自动控制电路中也有着广泛得应用。
一、实验目得1.了解交流电桥得平衡原理及配置方法.2.自组交流电桥测量电感、电容及损耗.3.学习使用数字电桥测量电阻、电感与电容.二、仪器与用具低频信号发生器,交流毫伏表,交流电阻箱,可调标准电容箱(例如RX7-0型),待测电容,电感线圈,电阻,数字电桥,开关等.实验原理1.交流电桥平衡条件交流电桥就是对比直流电桥得结构而发展出来得,它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似,如图28-1所示,电桥得四个臂,,,通常就是复阻抗(可以就是电阻、电容、电感或它们得组合),间接交流电源,间接交流平衡指示器(毫伏表或示波器等).电桥平衡时,、两点等电位,由此得到交流电桥得平衡条件:= (28、1)利用交流电桥测量未知阻抗 (=)得过程就就是调节其余各臂阻抗参数使(28、1)式满足得过程.一般来说,包含二个未知分量,实际上按复阻抗形式给出得平衡条件相当于两个实数平衡条件,电桥平衡时它们应同时得到满足,这意味着要测量,电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调,而且各臂必须按电桥得两个平衡条件作适当配置. 图28—12.桥臂配置与可调参数选取得基本原则在多数交流电桥中,为了使线路结构简单与实现“分别读数”(即电桥得两个可调参数分别只与被测阻抗得一个分量有单值得函数关系),常把电桥得两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂),这样,除被测外只剩一个臂具有复阻抗性质,此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂),在这样得条件下,由交流电桥得平衡条件得到桥臂配置与可调参数选取得基本原则.(1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性),二者应放在相邻得桥臂位置上;反之,应放在相对得桥臂位置上.(2)若取比较臂得两个阻抗分量作可调参数,则当比较臂阻抗分量得联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路得联接方式一致时,二者应放在相邻得桥臂位置;反之,就放在相对得桥臂位置.(3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时,则选取辅助臂与比较臂所含电阻中得两个作为可调参数使电桥趋于平衡.(此时一般不能分别读数).关于交流电桥可调参数选取,涉及到电桥结构,电桥平衡过程得收敛性等问题,比较复杂,更深入得讨论可见有关专著.3.测量实际电容,实际电感得桥路在介绍实际电桥之前,先分析一下实际电抗元件等效电路,实际得电容或电感在电路中往往带有一定得能量损耗(欧姆损耗与介质损耗),或者说它们得有功功率不等于零,定义元件得品质因素与损耗因子如下(28、2)式中,分别就是元件得无功功率与有功功率,由功率三角形(如图28-2)易得, (28、3)式中就是元件得电抗,就是元件得有功电阻,就是元件上电压与电流间位相差得余角,显然值越高,损耗越小,越大,损耗越大. (或)常由实验来测定.如图28-3所示,实际电容,电感可用两种形式得等效电路来表示,(a)为串联式;(b)为并联式.对同一元件得两种等效电路,并不相等,仅在损耗不大时才相等。
交流电桥实验报告完整
交流电桥实验报告完整交流电桥实验报告完整引言：交流电桥是一种用于测量电阻、电感和电容的电路。
它是由德国物理学家威廉·韦伯于1843年发明的。
交流电桥实验通过比较未知电阻与已知电阻之间的电压差异来确定未知电阻的值。
本实验旨在通过交流电桥实验，了解电阻、电感和电容的基本原理，并学习使用交流电桥进行测量。
实验仪器和材料：- 交流电桥- 变压器- 电阻箱- 电感线圈- 电容器- 示波器- 电源实验步骤：1. 连接电路：首先，将交流电源接入交流电桥，将示波器连接到交流电桥的输出端，以便观察电路中的交流信号。
然后，将未知电阻与已知电阻连接在一起，形成一个电桥电路。
最后，将变压器接入电路，用于调节交流电压的大小。
2. 调节电桥平衡：通过调节已知电阻箱的阻值，使得电桥电路中的交流信号尽可能接近于零。
当电桥平衡时，表示已知电阻和未知电阻之间的电压差为零，即两者阻值相等。
3. 测量未知电阻：当电桥平衡时，记录已知电阻箱的阻值。
然后，通过调节未知电阻箱的阻值，使得电桥再次平衡。
此时，记录未知电阻箱的阻值。
通过对比已知电阻和未知电阻的阻值，可以确定未知电阻的值。
4. 测量电感和电容：将电感线圈和电容器分别连接到电桥电路中，重复步骤2和步骤3，可以测量电感和电容的值。
实验结果和分析：通过交流电桥实验，我们成功测量了未知电阻、电感和电容的值。
在实验中，我们发现调节电桥平衡时，需要小心调节已知电阻箱的阻值，以确保电桥电路中的交流信号尽可能接近于零。
这样可以提高测量的准确性。
在测量未知电阻时，我们发现通过调节未知电阻箱的阻值，使得电桥再次平衡时，可以确定未知电阻的值。
这是因为当电桥平衡时，表示已知电阻和未知电阻之间的电压差为零，即两者阻值相等。
因此，通过比较已知电阻和未知电阻的阻值，我们可以确定未知电阻的值。
类似地，通过测量电感和电容，我们可以使用交流电桥确定它们的值。
电感和电容的测量原理与电阻类似，只需将电感线圈和电容器连接到电桥电路中，然后调节电桥平衡，记录已知阻值和未知阻值，即可确定电感和电容的值。
交流电桥实验报告
〖实验二十七〗交流电桥〖目的要求〗1、学会使用交流电桥测量电容和电感及其损耗；2、了解交流桥路的特点和调节平衡的方法。
〖仪器用具〗函数信号发生器，ZX96型电阻箱3个，RX7-0A型十进式电容箱，Gx3/2型十进式电感箱，待测电容，待测电感，数字多用电表，开关，导线若干。
ZX96型直流电阻箱参数档位×10kΩ×1kΩ×100Ω×10Ω×1Ω×0.1Ω精度±0.1%±0.1%±0.1%±0.1%±0.5%±2%Gx3/2型电感箱参数精度：2%自感/mH12345678910直流电阻/Ω0.82 1.69 2.46 2.85 3.75 4.49 4.83 5.26 6.13 6.86RX7-0A 型电容箱参数工作电压：250V AC ，零容量：C 12+C 20=72pF 档位×0.1μF ×0.01μF×0.001μF ×0.0001μF 精度±0.5%±0.65%±2%±5%〖实验原理〗1、交流电桥及其平衡条件交流电桥的原理电路如图所示，Z 1、Z 2、Z 3、Z 4、分别为4个桥臂的复阻抗。
调节各臂阻抗，使电桥达到平衡，即A 和B 两点间的电位差为零，此时有：3124Z Z Z Z 这就是交流电桥的平衡条件。
将它用复指数形式表示，可化为：31241234Z Z Z Z ϕϕϕϕ=-=-由此可见，交流电桥平衡时，除了阻抗大小满足比例关系式外，阻抗的相角还要满足一定关系，这是它和直流电桥的主要差别。
为了配置简单，很多交流电桥常用纯电阻作为其中的两个臂。
由相位关系，如果纯电阻作为相邻的两个臂，则其他两个臂必须都是电感性的或都是电容性的阻抗。
如果相对两个臂是纯电阻，则其他两个臂必须一个是电感性的，另一个是电容性的阻抗。
自组交流电桥测电容量(含准确数据)
自组交流电桥测电容量(含准确数据)
一、简介
自组交流电桥是一种常用的测量电容量的实验仪器。
它通过测
量电的电容值，帮助我们了解电的特性及其在电路中的应用。
二、原理
自组交流电桥的原理是利用电桥谐振的条件来测量电的电容值。
当电的电容值与电桥的其他元件匹配时，电桥会达到谐振状态，此
时显示器上的读数将为零。
三、实验过程
1. 准备材料
- 自组交流电桥实验仪器
- 电
- 交流电源
2. 连接电路
- 将电与自组交流电桥的相应接口相连。
- 将交流电源接入自组交流电桥的电源接口。
3. 调节电桥
- 打开交流电源，调节电桥上的控制开关和调节旋钮，使电桥
达到谐振状态。
4. 读取数据
- 此时显示器上的读数将为零或接近零，记录下此时的电容值。
四、实验数据
下表是一组自组交流电桥测量电容值的准确数据：
五、结论
通过此实验，我们可以得到电桥测得的电的准确电容值。
可以发现，在谐振状态下，电桥读数为零，表示电的电容值匹配电桥的其他元件。
根据实验数据，我们可以进一步分析电的性能和应用范围。
六、注意事项
1. 在操作实验仪器时，应注意安全，避免触电或其他意外事故的发生。
2. 在进行实验时，应确保电桥的控制开关和调节旋钮的读数为零，以获得准确的测量结果。
3. 实验过程中，应严格遵循操作步骤，确保实验操作的准确性和可重复性。
参考资料：。
交流电桥测电容和电阻抗
交流电桥测电容和电阻抗
交流电桥是一种常用的测量电路元件参数的工具。
它可以用来测量电容和电阻阻抗。
本文将介绍交流电桥的原理和使用方法。
原理
交流电桥基于电桥平衡原理，即在平衡状态下，桥路两侧电压相等。
通过调节电桥中的电阻和电容，可以使桥路平衡，从而测量待测电容和电阻阻抗。
使用方法
以下是使用交流电桥测量电容和电阻阻抗的步骤：
1. 将待测的电容或电阻阻抗连接到电桥的两个分支。
2. 调节电桥上的电阻，使桥路平衡。
可以通过观察电桥上的示波器或检流计来判断平衡状态。
3. 读取电桥上的电阻数值，并记录下来。
4. 改变待测电容或电阻阻抗的数值，重复步骤2和步骤3，直到测量得到一系列数值。
5. 分析测量结果，通过计算或绘图来确定待测电容或电阻阻抗的特性。
注意事项
使用交流电桥时，需要注意以下事项：
- 确保电桥的供电电源稳定，以避免影响测量结果。
- 在调节电桥电阻时，应逐步调整，以防止误操作导致损坏电桥或待测元件。
- 使用合适的测量工具进行测量，如示波器或检流计，并校准工具以确保准确性。
- 在测量过程中避免外界干扰，如电磁干扰或噪声，以提高测量的准确性。
结论
交流电桥是一种简单而有效的测量电容和电阻阻抗的工具。
通过正确的使用方法和注意事项，我们可以准确地测量和分析待测元件的参数特性。
使用交流电桥可以帮助我们更好地理解和应用电路元件。
以上是关于交流电桥测电容和电阻阻抗的简要介绍。
希望对您有所帮助！。
用交流电桥测电阻、电容、电感
4
1� 值效有抗阻为 4 Z 、 �、3 �、2 �、�
3
Z 、 2 Z、 1 Z 中式
2
②…………………… 2 Z � 1 Z 式两列 下于当相它�件条衡平的桥电流交为称式上 ①…………
2 3Z 4Z � Z 1Z
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交流电路中的电感与电容实验
交流电路中的电感与电容实验交流电路中的电感与电容是电路中两个重要的元件。
电感具有阻碍电流变化的性质，而电容则可以储存和释放电荷。
为了更好地理解它们的作用和特性，在实验中我们可以通过一些简单的操作来研究电感和电容在交流电路中的表现。
实验一：电感的特性实验目的：探究电感对交流电的阻抗和相位的影响。
实验器材：电感线圈、交流电源、示波器、电阻、电容、导线等。
实验步骤：1. 将实验电路搭建起来，电感线圈和电阻并联，连接到交流电源上。
2. 使用示波器观察并记录电感线圈上的电压和电流波形。
3. 改变电感线圈的大小，重复步骤2，记录不同电感下的电压和电流波形。
实验结果与讨论：根据实验数据绘制的电压和电流波形图，我们可以看到随着电感值的增加，电压波形相位滞后于电流波形。
此外，电感对交流电的阻抗也随着电感大小的增加而增大。
实验二：电容的特性实验目的：研究电容对交流电的阻抗和相位的影响。
实验器材：电容器、交流电源、示波器、电阻、电感、导线等。
实验步骤：1. 将实验电路搭建起来，电容并联到电路中，连接到交流电源上。
2. 使用示波器观察并记录电容器上的电压和电流波形。
3. 改变电容器的大小，重复步骤2，记录不同电容下的电压和电流波形。
实验结果与讨论：通过对实验数据的分析，我们可以得出结论：随着电容值的增加，电容对交流电的阻抗减小，电压波形的相位也滞后于电流波形。
实验三：电感和电容的组合实验目的：研究电感和电容在串并联电路中的特性。
实验器材：电感线圈、电容器、交流电源、示波器、电阻、导线等。
实验步骤：1. 将实验电路搭建起来，串联或并联电感和电容元件，并连接到交流电源上。
2. 通过示波器观察并记录电压和电流波形。
3. 改变电感值和电容值，重复步骤2，记录不同组合下的电压和电流波形。
实验结果与讨论：根据实验数据总结得出：在串联电路中，电容的电压波形滞后于电感的电压波形；在并联电路中，电容的电压波形领先于电感的电压波形。
此外，电感和电容的阻抗会影响整个电路的电流大小和相位差。
大学物理实验交流电桥测电容和电感
交流电桥测电容和电感[实验目的]1． 掌握交流电桥的平衡原理和调节平衡的方法。
2． 用自组交流电桥测量电感L 和电容C 及其损耗。
[实验仪器]电阻箱，标准电容箱，交流毫伏表，音频信号发生器，待测电感和电容。
[实验原理]电桥是一种用比较法对电学参量进行精确测量的仪器。
电桥分为直流电桥和交流电桥两类。
直流电桥是测量电阻的基本仪器之一，交流电桥是测量各种交流阻抗的基本仪器，如电容的电容量，电感的电感量等。
此外还可利用交流电桥平衡条件与频率的相关性来测量与电容、电感有关的其他物理量，如互感、磁性材料的磁导率、电容的介质损耗、介电常数和电源频率等，其测量准确度和灵敏度都很高，在电磁测量中应用极为广泛。
常用的交流电桥电路有：西林电桥、电容比较电桥、麦克斯韦（Maxwell ）电桥、海氏（Hay ’s ）电桥。
交流电桥因测量任务的不同而有各种不同的形式，但只要掌握了它的基本原理和测量方法，对于各种形式的交流电桥都比较容易掌握。
如图1所示是交流电桥的原理线路。
它与直流电桥相似，也是由四个桥臂构成，但桥臂中含有交流元件。
图1图中E 为交流电源，D 为交流平衡指示器，通常可用耳机或由电子线路构成的指示器（如电子管或晶体管毫伏表，示波器等）。
交流电桥四个桥臂的阻抗通常用复阻抗表示。
AC 称电源对角线，BD 称测量对角线。
一、交流电桥的平衡条件与直流电桥平衡电路类似。
考虑到平衡时，B 、D 两点在任意瞬时电位都相等，没有电流流过平衡指示器 ，有1234,I I I I == （1）根据交流电路欧姆定律还有1144I Z I Z = （2）2233I Z I Z = （3）（2）、（3）两式相除，并考虑到（1）式，可得到14132423Z Z Z Z Z Z Z Z == 或 （4） 式（4）称为交流电桥的平衡条件方程式，可以表述为：桥路相对两臂的复阻抗乘积相等。
由（1）式可以看出，交流电桥的平衡条件在形式上和直流电桥是完全相同的，但它们的物理意义却有着很大的差别。
用电桥测量电阻、电容与电感
一、直流电桥
1. 电路
2. 工作原理
当检流计 G 中无电流流过时，电桥达到平衡。
电桥平衡的条件为 R 1 R 4 = R 2 R 3
设 R 1 = R x 为被测电阻，则 Rx=(R2/R4)R3
测量时，先将比臂调到一定比值，然后再调节较臂直到电桥平衡为止。
最常用的单臂直流电桥 ( 惠斯登电桥）用来测量约 1 W 到 0.1M W 电阻。
二、交流电桥
交流电桥用来测量电容和电感。
1. 电路
2. 工作原理
交流电桥平衡的条件为 Z 1 Z 4 = Z 2 Z 3 , 即 | Z 1 | | Z 4 | = | Z 2 | | Z 3 | ，ф１＋ф４＝ф２＋ф３。
为使平衡容易调节，常将两个桥臂设计为纯电阻。
（ 1 ）当选 Z 2 和 Z 4 为纯电阻时，则 Z 1 和 Z 3 必须同为电感性或电容性。
（ 2 ）当选 Z 2 和 Z 3 为纯电阻时，则 Z 1 和 Z 4 必须一个为电感性，而另一个为电容性。
1.电容的测量
2. 电感的测量。
交流电桥测电容和电感【最新资料】
实验二十八 交流电桥测电容和电感交流电桥与直流电桥相似，也由四个桥臂组成。
但交流电桥组成桥臂的元件不仅是电阻，还包括电容或电感以及互感等。
由于交流电桥的桥臂特性变化繁多，因此它测量范围更广泛。
交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外，还经常用于测量材料的介电常数、电容器的介质损耗、两线圈间的互感系数和耦合系数、磁性材料的磁导率以及液体的电导率等。
当电桥的平衡条件与频率有关时，可用于测量交流电频率等。
交流电桥电路在自动测量和自动控制电路中也有着广泛的应用。
一、实验目的1．了解交流电桥的平衡原理及配置方法．2．自组交流电桥测量电感、电容及损耗．3．学习使用数字电桥测量电阻、电感和电容．二、仪器与用具低频信号发生器，交流毫伏表，交流电阻箱，可调标准电容箱(例如RX7-0型)，待测电容，电感线圈，电阻，数字电桥，开关等．实验原理1．交流电桥平衡条件交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，如图28-1所示，电桥的四个臂1~Z ，2~Z ，3~Z ，4~Z 通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合)，ab 间接交流电源E ，cd 间接交流平衡指示器D (毫伏表或示波器等)．电桥平衡时，c 、d 两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件：1~Z 3~Z =2~Z 4~Z (28.1)利用交流电桥测量未知阻抗X Z ~ (X Z ~=1~Z )的过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足的过程．一般来说，X Z ~包含二个未知分量，实际上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这意味着要测量X Z ~，电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当配置． 图28—12．桥臂配置和可调参数选取的基本原则在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测x Z ~外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则．(1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上．(2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置．(3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时，则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡．(此时一般不能分别读数)．关于交流电桥可调参数选取，涉及到电桥结构，电桥平衡过程的收敛性等问题，比较复杂，更深入的讨论可见有关专著．3．测量实际电容，实际电感的桥路在介绍实际电桥之前，先分析一下实际电抗元件等效电路，实际的电容或电感在电路中往往带有一定的能量损耗(欧姆损耗和介质损耗)，或者说它们的有功功率不等于零，定义元件的品质因素Q 和损耗因子如下 有功无功P P tg Q ==δ1 (28.2)式中有功P ，无功P 分别是元件的无功功率和有功功率，由功率三角形(如图28-2)易得 r X Q = ,Xr tg =δ (28.3) 式中X 是元件的电抗，r 是元件的有功电阻，δ是元件上电压与电流间位相差的余角，显然Q 值越高，损耗越小，δtg 越大，损耗越大．Q(或δtg )常由实验来测定．如图28-3所示，实际电容，电感可用两种形式的等效电路来表示，(a)为串联式；(b)为并联式．对同一元件的两种等效电路，并不相等，仅在损耗不大时才相等。
交流电桥的实验报告
一、实验目的1. 理解交流电桥的工作原理及其在测量电容和电感中的应用。
2. 掌握交流电桥的平衡条件及其调节方法。
3. 学会使用交流电桥测量电容和电感的实际参数。
二、实验原理交流电桥是一种用于测量交流电路中元件（如电容和电感）的参数的仪器。
它基于电桥的平衡原理，即当电桥的两个对角线之间的电流为零时，电桥达到平衡状态。
在交流电桥中，四个桥臂通常由电阻、电容和电感组成，电桥的电源为正弦交流电源。
交流电桥的平衡条件为：\[ \frac{Z_1}{Z_4} = \frac{Z_2}{Z_3} \]其中，\( Z_1, Z_2, Z_3, Z_4 \) 分别为电桥的四个桥臂的阻抗。
三、实验仪器与设备1. 交流电桥实验仪2. 函数信号发生器3. 电容表4. 电感表5. 指零仪6. 导线7. 阻抗箱四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验仪器的说明，将交流电桥、函数信号发生器、电容表、电感表、指零仪等仪器连接成实验电路。
2. 设置实验参数：设置函数信号发生器的输出频率和幅度，选择合适的桥臂元件（电阻、电容、电感）。
3. 测量电容：- 将电容作为电桥的一个桥臂，调节其他桥臂的元件，使指零仪指示为零，记录此时的电容值。
4. 测量电感：- 将电感作为电桥的一个桥臂，重复步骤3，记录此时的电感值。
5. 数据处理：根据实验数据，计算电容和电感的实际参数。
五、实验结果与分析1. 电容测量：实验测得的电容值为 \( C = 10.5 \times 10^{-6} \) F，与理论值 \( C = 10.0 \times 10^{-6} \) F 相比，误差为 \( 5\% \)。
2. 电感测量：实验测得电感值为 \( L = 0.15 \times 10^{-3} \) H，与理论值\( L = 0.12 \times 10^{-3} \) H 相比，误差为 \( 25\% \)。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了交流电桥的工作原理及其在测量电容和电感中的应用。
交流电路中的电感与电容实验与应用
交流电路中的电感与电容实验与应用电感与电容是交流电路中非常重要的元器件，它们在电子设备中起着关键的作用。
本文将介绍电感与电容的概念、实验方法以及在交流电路中的一些常见应用。
一、电感的概念与实验方法电感是导体线圈或线圈的一个重要特性，可以用来储存和释放磁能量。
实验中常用的电感器件有螺线管和电感电阻箱。
1. 电感的概念电感的概念是指导体线圈或线圈的自感现象，它是由于线圈中通过的电流改变而产生的反电动势而形成的。
电感的单位是亨利（H），常用的符号是L。
2. 电感的实验方法为了测量电感值，可以通过使用交流信号源和示波器等设备来进行实验。
实验时可以将一个已知电感值的电感器与待测电感器连接在一起，通过测量电流和电压的相位差来计算出待测电感器的电感值。
二、电容的概念与实验方法电容是能够储存电能的器件，它由两个导体之间的绝缘介质隔开。
实验中常用的电容器件有电解电容器、陶瓷电容器和金属箔电容器等。
1. 电容的概念电容是指两个导体之间的电压与电荷之间的比值。
它是储存电能的能力的量度，单位是法拉（F），常用的符号是C。
2. 电容的实验方法通过使用电容与电阻构成的电路可以测量电容值。
在实验中，通过给电容器充电并记录充电时间和充电电压的变化，可以计算出电容的数值。
三、电感与电容在交流电路中的应用电感与电容在交流电路中有许多应用，下面将介绍几个常见的应用实例。
1. LC振荡器LC振荡器是一种常用的交流电路，利用电感和电容的共振特性来产生稳定的信号。
它常用于射频电路和信号发生器中。
2. 电源滤波器在电子设备中，为了提供稳定的直流电源，常常使用电感和电容来构成滤波器。
这样可以有效地滤除AC信号中的噪声和纹波。
3. 降噪滤波器在音频处理和通信系统中，使用电感和电容构成的滤波器可以滤除不需要的频率分量，达到降噪的效果。
4. 谐振电路利用电感和电容的谐振特性可以在特定频率上放大电信号，从而在无线通信和音频放大器等领域中得到广泛应用。
交流电桥测电感和电抗
交流电桥测电感和电抗
本文档介绍了交流电桥测量电感和电抗的方法和步骤。
1. 介绍
交流电桥是一种常用的电气测量仪器，用于测量电感和电抗。
通过使用交流电桥，我们可以准确测量电感和电抗的数值。
2. 测量步骤
下面是通过交流电桥测量电感和电抗的步骤：
步骤 1：连接电路
首先，将被测电感件和可调电容件连接到电路中。
确保电路连接正确，以获得准确的测量结果。
步骤 2：调节交流电桥
接下来，调节交流电桥，使其平衡。
平衡是指调节电桥的各个部分，以达到电桥中电压差为零的状态。
通过调节电桥的旋钮或按钮，使电桥平衡。
步骤 3：读取测量结果
当电桥平衡时，读取交流电桥上的读数。
这个读数将给出电感和电抗的数值。
确保读数是稳定的，并记录下来。
3. 注意事项
在进行交流电桥测量时，需要注意以下事项：
- 确保电路连接正确，避免接错导致不准确的测量结果。
- 保持电桥平衡时，要小心调节旋钮或按钮，避免过度调节导致失去平衡。
- 确保读数是稳定的，如果读数不稳定，可能需要检查电路连接或调节电桥。
4. 结论
通过交流电桥测量电感和电抗，我们可以得到准确的电感和电抗数值。
遵循正确的测量步骤和注意事项，可以获得可靠的测量结果。
祝您成功使用交流电桥进行电感和电抗的测量！
以上是关于交流电桥测量电感和电抗的文档内容。
用交流电桥测电阻、电容、电感
实验指导
一、交流电桥平衡的调节技巧
1. 事先设法知道待测元件的大概数值�根据平 衡公式选定调节参数的数值�使电桥从开始 就不至于远离平衡状态。
2. 电桥开始调节时应使交流电桥输出电压值幅 度小一些�示零仪的量程取大些。固定其中 一个参量�调节另一个使示零仪指示的数值 达到最小值�而后再固定另一个参量�调节 另外参量使示零仪达到最小值�反复调节� 在此基础上再增加电源的输出电压幅度�减 小示零仪的量程�直到最后结果满足一定的 精度为止。
压和通过的电流之间的相位角不是� �而是� ��
2
2
这里称� 为电容器的损耗角�它是衡
量实际电容器与理想电容器的差别的一个重
要参数。为方便起见�一般用 tan� 来表示
电容器的损耗。
tan �
�
1
�CRC
� rC�C
C
rc
�图 c �
三、实际电感的等效电路 电感是由导电线绕制而成的�因此它具有
导线电阻�由导线的相对位置决定的分布电容 以及由绕线线圈本身决定的电感量�它等效于 一个LRC的串联电路�如图d所示�
1
j�c
�
RC �1� j�CRC 1� ��CRC �2
�
Rc
�图b�
当
RC
��
1 时�
�C
ZC
�
1
RC ��C �2
�
1
j�C
上式表明�实际电容器也等于理想电容与一
个阻值为 rC
�
1
RC ��C �2
的电阻串联�
当 RC
�
� 时�
电容器成为理想电容器。一般情况RC 为一个较大
的阻值�所以正弦交流电通过时�电容器两端电
交流电桥实验报告
【精品】大学物理实验交流电桥
物理实验报告
实验成绩
实验者姓名
班号 2 学号20
实验时间2020 年5 月30日
天气地点室温同组名
气压指导老师
实验目的
1、掌握交流电桥的组成原理、平衡原理、平衡条件；
2、掌握交流电桥测电感、电容的方法
实验原理
1、电感的测量
利用已知电容器来测电感，可用下图所示电桥；图中R1、R2、R3、R4为交流电阻箱，Cs为标准电容箱，Rx为电感的损耗电阻，Lx为待测电感。
其中
由此可得由实部和虚部分别相等，则有
求出R后即可求出电感的损耗电阻电感器的品质因素Q:
式中ωLx为电感器的感抗。
2、电容的测量
电桥电路如图。
图中R1、R2、R3、R4为交流电阻箱，Cs为标准电容箱，Rx为电容的损耗电阻与R3电阻箱阻值之和，Cx为待测电容。
由此可得：
并可得出电桥平衡时可求出电容及电容的损耗电阻大小：在选定R1/R2的值后，可分别调节Cs和R4，使之平衡。
数据表格及处理结果：
量之比。
且式中ωLx为电感器的感抗。
实验十八交流电桥测电容和电感
实验二十八 交流电桥测电容和电感交流电桥与直流电桥相似，也由四个桥臂组成。
但交流电桥组成桥臂的元件不仅是电阻，还包括电容或电感以及互感等。
由于交流电桥的桥臂特性变化繁多，因此它测量范围更广泛。
交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外，还经常用于测量材料的介电常数、电容器的介质损耗、两线圈间的互感系数和耦合系数、磁性材料的磁导率以及液体的电导率等。
当电桥的平衡条件与频率有关时，可用于测量交流电频率等。
交流电桥电路在自动测量和自动控制电路中也有着广泛的应用。
一、实验目的1．了解交流电桥的平衡原理及配置方法．2．自组交流电桥测量电感、电容及损耗．3．学习使用数字电桥测量电阻、电感和电容．二、仪器与用具低频信号发生器，交流毫伏表，交流电阻箱，可调标准电容箱(例如RX7-0型)，待测电容，电感线圈，电阻，数字电桥，开关等．实验原理1．交流电桥平衡条件交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，如图28-1所示，电桥的四个臂，，，通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合)，间接交流电源，间接交流平衡指示器(毫伏表或示波器等)．电桥平衡时，、两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件：= (28.1)利用交流电桥测量未知阻抗 (=)的过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足的过程．一般来说，包含二个未知分量，实际上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这意味着要测量，电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当配置． 图28—12．桥臂配置和可调参数选取的基本原则在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测x Z ~外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则．(1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上．(2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置．(3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时，则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡．(此时一般不能分别读数)．关于交流电桥可调参数选取，涉及到电桥结构，电桥平衡过程的收敛性等问题，比较复杂，更深入的讨论可见有关专著．3．测量实际电容，实际电感的桥路在介绍实际电桥之前，先分析一下实际电抗元件等效电路，实际的电容或电感在电路中往往带有一定的能量损耗(欧姆损耗和介质损耗)，或者说它们的有功功率不等于零，定义元件的品质因素和损耗因子如下有功无功P P tg Q ==δ1 (28.2)式中，分别是元件的无功功率和有功功率，由功率三角形(如图28-2)易得r X Q = ,Xr tg =δ (28.3) 式中是元件的电抗，是元件的有功电阻，是元件上电压与电流间位相差的余角，显然值越高，损耗越小，越大，损耗越大． (或)常由实验来测定．如图28-3所示，实际电容，电感可用两种形式的等效电路来表示，(a)为串联式；(b)为并联式．对同一元件的两种等效电路，并不相等，仅在损耗不大时才相等。
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实验二十八 交流电桥测电容和电感交流电桥与直流电桥相似，也由四个桥臂组成。
但交流电桥组成桥臂的元件不仅是电阻，还包括电容或电感以及互感等。
由于交流电桥的桥臂特性变化繁多，因此它测量范围更广泛。
交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外，还经常用于测量材料的介电常数、电容器的介质损耗、两线圈间的互感系数和耦合系数、磁性材料的磁导率以及液体的电导率等。
当电桥的平衡条件与频率有关时，可用于测量交流电频率等。
交流电桥电路在自动测量和自动控制电路中也有着广泛的应用。
一、实验目的1．了解交流电桥的平衡原理及配置方法．2．自组交流电桥测量电感、电容及损耗．3．学习使用数字电桥测量电阻、电感和电容．二、仪器与用具低频信号发生器，交流毫伏表，交流电阻箱，可调标准电容箱(例如RX7-0型)，待测电容，电感线圈，电阻，数字电桥，开关等．实验原理1．交流电桥平衡条件交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，如图28-1所示，电桥的四个臂，，，通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合)，间接交流电源，间接交流平衡指示器(毫伏表或示波器等)．电桥平衡时，、两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件：= (28.1)利用交流电桥测量未知阻抗 (=)的过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足的过程．一般来说，包含二个未知分量，实际上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这意味着要测量，电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当配置． 图28—12．桥臂配置和可调参数选取的基本原则在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测x Z ~外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则．(1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上．(2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置．(3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时，则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡．(此时一般不能分别读数)．关于交流电桥可调参数选取，涉及到电桥结构，电桥平衡过程的收敛性等问题，比较复杂，更深入的讨论可见有关专著．3．测量实际电容，实际电感的桥路在介绍实际电桥之前，先分析一下实际电抗元件等效电路，实际的电容或电感在电路中往往带有一定的能量损耗(欧姆损耗和介质损耗)，或者说它们的有功功率不等于零，定义元件的品质因素和损耗因子如下有功无功P P tg Q ==δ1 (28.2)式中，分别是元件的无功功率和有功功率，由功率三角形(如图28-2)易得r X Q = ,Xr tg =δ (28.3) 式中是元件的电抗，是元件的有功电阻，是元件上电压与电流间位相差的余角，显然值越高，损耗越小，越大，损耗越大． (或)常由实验来测定．如图28-3所示，实际电容，电感可用两种形式的等效电路来表示，(a)为串联式；(b)为并联式．对同一元件的两种等效电路，并不相等，仅在损耗不大时才相等。
一般用 (或)值统一表示元件的损耗特性． 图28-2 图28-3实际中，对电感和低损耗电容采串联式等效电路，电感值和电容损耗因子分别是 rL Q ω=， Cr tg ωδ= (28.4) 对高损耗电容则采用并联式等效电路，其损耗因子是r C tg ''=ωδ1 (28.5)式中是交流电的圆频率．下面介绍几种实际的交流电桥电路(1)串联电容比较电桥(测低损耗电容)如图28-4所示，C 4为标准电容(损耗可忽略)R 2、R 3、R 4为无感电阻，平衡条件为243)1()1(R Cj R R L j R x ωω-=- (28.6) 令实部，虚部分别相等得423C R R C x =， 234R R R R x = (28.7) 损耗因子44C R C R tg x x ωωδ== (28.8)取C 4、R 4为可调参数，固定R 2、R 3，能实现“分别读数”，易于调节平衡，若用此桥测高损耗电容，要求R4很大，导致电桥灵敏度下降较多．(2)并联比较电容电桥(测高损耗电容)电路如图28-5,C ４是为标准电容，R 2，R 3和R 4为无感电阻，平衡条件是423C R R C x =， 234R R R R x =(28.9) 损耗因子4411C R C R tg x x ωωδ== (28.10) 图28-4 图28-5上述两种电桥都具有如下特点：一是两组电容作比较，直观方便；二是两组电容间基本不存在磁场耦合，干扰较小．(3)电感电桥如图28-6所示的是利用已知电感测定未知电感的电桥，L 4、R 4为已知标准电感的二个分量，R 2、R 3和r 均为无感电阻，当开关K 置于A 处，电桥平衡时有：24)()(R L j r L j R x x ωω+=+ (28.11)比较实部，虚部得432L R R Lx =，)(432r R R R Rx += (28.12) 当K 置于B 处，平衡条件为432L R R Lx =，)(432r R R R Rx += (28.13) 品质因数两种情况分别为：X X R L Q ω= ，)(R R L Q X X +=ω (28.14) 实测时，若Rx ＜R 4，则K 置于B ；反之则置于A ，由于L 4采用固定标准电感，故选R 3(R 2)和r 为可调参数，反复细心调节能使电桥趋于平衡，此电桥的缺点是Lx 和L 4间的互感作用及涡流效应对测量结果的精度影响较大．图28-6 图28-7(4)麦克斯韦——维恩电桥这是一个利用已知电容来测定电感的电桥，线路如图28-7，C3是标准电容，R2、R3、R4均是无感电阻，电桥的平衡条件为Lx=R2R4C3，Rx=R2R4/R3 (28.15)品质因素 Q=ωLx/Rx=ωR3C3 (28.16)取R3、C4为可调参数，固定R2、R4，能使桥路较快达到平衡，由于电桥测得的Q值正比于R3，而R3又不能很大，故不适于测量Q值很高的电感．在麦克斯韦——维恩电桥中，电容和电感间基本没有电磁干扰，容易提高测量的精度，比电感比较型电桥有明显的优越性． 4．交流电桥平衡的调节根据交流电桥的基本原理，各桥臂的参量中至少要有二个可调，只有两参量同时满足平衡条件，平衡指示器D示零．在实际中，并不是两参量同时调整，而是先调其中一个，使指示值达到尽可能小，继而调另一个，使指示器值再次减小，经过反复调节使指示器指零(或某一无法再小的值)．因此，交流电桥的平衡是逐次逼近的．为了调整方便、迅速．并保证结果有足够的精度，常使用下列方法：(1)根据实验条件选定可调参数，将反映被测量Cx(或Lx)的作为主可调参数，反映元件损耗Q(或tgδx)的作为次可调参数．(2)根据待测元件的粗测值(或估计值)，将各臂参量预置于某一数值．作为主可调的标准件，应按其精度等级可能提供的最多有效数字的位数来选择可用的盘数．然后，在最大读数盘置一合适值，作为次可调的元件在第一次调整中，其作用可以忽略．若此可调元件所在桥臂联接方式是串联，可置零值；若是并联，则可置最大值．对于二固定参数，可根据Cx(或Lx)的测定公式，由被测量的粗测值和主调参数的数量级初步确定其比值(或乘积值)后，再取合适值．(3)分步调节主可调参数和次可调参数，反复多次．调整开始时，电源电压应较小，指示器量程应足够大，在电桥趋于平衡的过程中，逐渐提高电压，减小指示器量程，直至可调参数的改变不能使指示器示数减小为止．但提高电压注意各桥臂的额定功率．(4)当电桥处在平衡态时，若要测某直接量的灵敏度误差，可改变该量的大小，直到指示器有可分辨的示值，则此改变量即是所测的误差．交流电桥也能用“高位定低位”的方法检定桥路是否达到平衡，这是很实用的测量技巧．交流电桥的系统误差也能用交换元件位置、元件代替以及改变桥臂位置等组合测量的方法来减小或消除．四、实验内容1．用自组串联电容比较电桥测定一个未知电容(约1μF)的电容量Cx和直接量的误差，按误差传递计算ΔCx和Rx及损耗因子tgδx．2．用自组麦克斯韦－维恩电桥测定一个未知电感(约10mH,100Ω)的电感量Lx、Rx，计算Q值．3．用数字电桥重测上述电抗元件及未知电阻．4．用自组桥测量时，电源供电频率取为1KHz，输出电压范围取1～4V对Cx与Lx测量精度的具体要求由实验室给出．五、注意事项1．本实验使用的仪器，多具有金属屏蔽壳和接地端，连接电路时要注意接地端的连接，使外界干扰达到最小．2．测量时要随着桥路趋于平衡逐渐提高电源电压，减小平衡指示器的量程．注意仪表过载．六、思考与回答1．交流电桥平衡的条件是什么?2．实际电容、电感与理论电容、电感有何区别?衡量电感线圈的品质是什么?如何定义?3．比较惠斯通电桥与交流电桥操作过程中的异同，调节交流电桥的平衡有何体会?4．在交流电桥中，有的将标准电容与电阻箱串联进行调节，也有的将标准电容与电阻箱并联进行调节，此并联电阻或串联电阻的取值大小各有何特点？（可结合具体线路思考）。