实验三 交流电路元件参数的测量

实验三交流电路元件参数的测量

一、实验目的

1、掌握阻抗和功率因数的意义。

2、掌握交流电路参数的测量方法，分析和计算。

二、实验原理

1、交流电路中的基本参数是电阻、电感及电容。一般说来这三者是“形影不离，不可分割“的。但在一定的条件下往往可以近似处理。

①在频率不高的情况下往往忽略元件分布电容和分布电感的影响，而在频率较高的时候又往往忽略元件电阻的作用。

②在某种情况下可以把分布参数的作用等效为一集中参数来加以考虑。本实验中将在50Hz工频交流的电源下测试一些电路元件的等效集中参数。

2、交流电路参数的测试方法很多，基本上可分两大类。

①元件参数仪器测试法，如用万用表测电阻，阻抗电桥测电感，电容以及使用各种专用参数仪器进行测量。

②元件参数“实际“测试法，即元件加上实际工作时的电压或电流通过计算得到等效参数，这种方法有实际意义，对线性元件和非线性元件都适用，例如测试变压器的等效参数必须在额定电压或额定电流情况下进行，测试铁心线圈参数也应该在实际工作电压或电流下进行，因为这些参数都与电压或电流大小有关。

RLC 电路理论计算公式：

L j C

j

R jX jX R Z L C ωω+-=+-=1

2

L 2C 2X X R ++=Z Z

R =

ϕcos ϕϕarccos =

3、本实验中采用电压表、电流表法和用功率表法来实验测量含用电感、电阻及电容组成的电路的等值参数。

图8.1计算负载阻抗及负载元件的功率因数公式： 负载阻抗 I

U Z S

=

功率因素3

22

2

2

32

12cos U U U U U --=ϕ

功率因素角ϕϕarccos =

4、采用功率表法来实验测量含用电感、电阻及电容组成的电路的等值参数。

负载阻抗 I

U Z S =

功率因素

UI P =

ϕcos

功率因素角ϕϕarccos = 三、实验设备

四、实验内容及步骤

1、采用电压表、电流表

按图8.1所示电路连接实验电路，经检查无误后，闭合电源开头。

①设定ES=10V fES=50Hz 测A、V1、V2、V3。

②读出电压表和电流的读数，记录于表8-1中，并计算一端网络的Z、cosψ、ψ的值。

2、采用功率表法

按图8.2所示电路连接实验电路，经检查无误后，闭合电源开头。

①设定ES=10V，fES=50HZ。

②测○W、○A、○V、 cosφ，并记入表8-2中。

③计算Z、cosφ、φ及网络等效参数并记入表8-2中。。

表8-2 交流电路参数测量

五、实验注意事项

1、电路连接时，注意功率的表的同名端的连接方式，不能接反。

2、电表的读数为有效值，在交流电路的要注意有效值、最大值和相量的区别。

六、预习与思考题

1、若用功率因数表替换三表法中的功率表是否也能测出元件的等值阻抗？为什么？

2、用三表法测参数时，为什么在被测元件两端并接电容可判断元件的性质？试用向量图加以说明。

七、实验报告要求

1、分析R、L、C串联电路时，电路中阻抗、电压和电流的计算。

2、绘制电压、功率和阻抗三角形。

3、根据测量数据，绘制出相应的相量图。

4、回答思考题。