用三表法测量电路等效参数实验报告

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。