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交流电路基本测量

交流电路基本测量. 实验目的 实验原理 实验仪器 实验步骤 实验报告要求 实验现象 实验结果分析 实验相关知识 实验标准报告. 实验目的. 学习并掌握常用交流仪表的使用方法。 掌握测量交流元件参数的基本方法。 掌握单相调压器的原理及使用方法。. 实验原理. 三表法（电压表、电流表、功率表）测量交流参数 电阻器、电容器参数的测量元件参数电路 电阻器、电容器和电感线圈是交流电路中常用 的元件。在低频时，如滑线电阻，其导线中的电感 及匝间的分布电容可以忽略，看成纯电阻；电容的 引线电感及介质损耗均可忽略，可以看作纯电容。.

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交流电路基本测量

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Presentation Transcript

  1. 交流电路基本测量 • 实验目的 • 实验原理 • 实验仪器 • 实验步骤 • 实验报告要求 • 实验现象 • 实验结果分析 • 实验相关知识 • 实验标准报告

  2. 实验目的 • 学习并掌握常用交流仪表的使用方法。 • 掌握测量交流元件参数的基本方法。 • 掌握单相调压器的原理及使用方法。

  3. 实验原理 • 三表法（电压表、电流表、功率表）测量交流参数 • 电阻器、电容器参数的测量元件参数电路 电阻器、电容器和电感线圈是交流电路中常用 的元件。在低频时，如滑线电阻，其导线中的电感 及匝间的分布电容可以忽略，看成纯电阻；电容的 引线电感及介质损耗均可忽略，可以看作纯电容。

  4. 图 5.7.1 测定二端元件参数电路

  5. 纯电阻器和电容器的测量电路见图5.7.1。相比较而言，由于电感线圈是可以等效成电感与电阻的串联。因此，其参数的测量稍有不同。纯电阻器和电容器的测量电路见图5.7.1。相比较而言，由于电感线圈是可以等效成电感与电阻的串联。因此，其参数的测量稍有不同。 在正弦稳态时，电阻的电压与电流同相位，关系为： 电阻器吸收的平均功率为： 根据上述电压、电流与功率的关系，通过图5.7.1的实验电路，可测定电阻器的阻值。

  6. 在正弦稳态时，电容的电压相量滞后电流相量 90°,其电压与电流的关系为： (I、U读数为有效值)。 电容器吸收的平均功率为零。通过图5.7.1电路 可测得电容参数

  7. 电感线圈参数的测定 在低频时，电感线圈的匝间分布电容可以忽略， 它的等效参数由电感线圈的导线电阻和电感 L组成： 。 通过图5.7.1电路可测得电压U、电流 I 及功率 P 后，经下列公式计算，可获取相应的电感线圈的参 数。

  8. 三电压表法测定电感线圈的参数 将电感线圈与一个可变电阻器串联，其测量电 路如图5.7.2所示。选取适当的电阻值，测出电压 U、U1、U2，以及电流 I 的值。根据电路中各电压 间的相量关系如图5.1.3所示，可求得:

  9. 图 5.7.2 三电压表法电路

  10. 阻抗参数的测定与电抗性质的测定 电阻器、电容器及电感线圈串联后，其复阻抗为： 通过图 5.7.1的电路测量，测得U、I、P的值，通过 计算得到 和X的值。电抗X的正负可根据XL和XC的 大小决定。 若XL>XC，则复阻抗为感性，否则复阻抗为容性。

  11. 实验仪器 • 电工实验台1台 • 自耦调压变压器1只 • 交流电流表1只 • 交流电压表3只 • 单相功率表1只 • 滑线电阻器1只 • 电感线圈1只 • 可调电容相1只

  12. 电工实验台

  13. 自耦调压变压器

  14. 交流电流表

  15. 交流电压表

  16. 单相功率表

  17. 滑线电阻器

  18. 电感线圈

  19. 可调电容箱

  20. 实验步骤 • 定值电阻器的测量 用图5.7.1所示电路，测定电阻器的电阻值。调节自 耦调压变压器的输出电压，使电流表的读数为0.50A、 0.75A、1.0A时，测出U、P后，分别由R=U / I及 R=U2/P计算出电阻的阻值，并加以比较。

  21. 测定电容器的电容值，并观察功率表有无读数 调节自耦调压变压器的输出电压，使电压表的 读数分别180V、200V、220V，测量 I 和 P ，计算 电容器的电容值。

  22. 测定电感器的电感量 调节调压器的输出电压，使电流表的读数分别为 0.50A 、0.75A、1.0A时。测量U和 P，计算电感器的 阻抗值。

  23. 复阻抗的测定 将任务1—3的负载（电阻器、电容器和电感器） 串联后作为复阻抗，调节调压器的输出电压，使电流 表的读数分别为0.50A、0.75A、1.0A，测量复阻抗的 总功率、总电压、电阻器电压、电容器电压和电感器 电压。

  24. 用三电压表法测量电感器的电感量 按图5.7.2接线（电感器内的铁芯位置与任务3一 致），调节调压器使电流表的读数分别为0.5A、 0.75A、1.0A时测量调压器输出电压U、电阻器电压 U1和电感器电压U2。

  25. 实验报告要求 • 计算电阻器阻值、电容器的电容量、电感器的内阻和电感量、复阻抗的阻抗值。 • 根据任务4测量所得的数，画出U、UR、UC、UL与 I的相量图。

  26. 实验现象 • 当负载为电阻、电感和复阻抗时，随着电流增大，功率表的读数增大。 • 当负载为电容时，功率表的读数为零。

  27. 实验结果分析 • 在用三表法测量的负载的交流参数时，是否可用功率因数表代替功率表？为什么？ 答：可以用功率因数表代替功率表，因为 • 除本实验任务4的方法外，还可以用什么方法测定负载的性质？如有，请详细说明。 答：可以用并联适当电容的方法测定负载的性质。并联电容后总电流减小，则负载为感性；总电流增大，则负载为容性。

  28. 实验相关知识 • 预习知识及要求 • 相关知识点 • 注意事项

  29. 预习要求 • 掌握阻抗、阻抗角及相位差的概念 • 预习交流电流表、交流电压表、单相功率表及自耦变压器的使用方法。

  30. 相关知识点 电阻及其交流参数 电感及其交流参数 电容及其交流参数 电路的交流参数 电路中的功率

  31. 注意事项 • 分清电源的相线和中线。 • 电源合上前，必须将调压器的输出调至零位，可调电容箱的电容量至零。通电后，从零开始增加输出电压；使用完毕后，先将输出电压调至零位，然后断开电源。 • 实验过程中，电感器内的铁芯位置应保持不变。 • 严禁带电改接线路。 • 实验时，身体的任何部位，不能接触金属裸露部分，以免造成伤害事故。

  32. 实验标准报告 一、实验目的 • 学习并掌握常用交流仪表的使用方法。 • 掌握测量交流元件参数的基本方法。 • 掌握单相调压器的原理及使用方法。

  33. 二、实验内容 • 用三电表法测量定阻电阻的交流参数。 • 用三电表法测量电容的交流参数。 • 用三电表法测量电感线圈的交流参数。 • 用三电表法测量复阻抗的交流参数，并判断阻抗性质。 • 用三电压表法测量电感线圈的内阻和电感量。

  34. 三、实验仪器 电工实验台 1台 单相调压器 1只 交流电流表 1只 交流电压表 1只 单相功率表 1只 滑线电阻器 1只 电感线圈 1只 可调电容相 1只

  35. 四、实验用详细电路图 1．三电表法测量电路

  36. 2. 三电压表法测量电路

  37. 五、实验原理及计算公式 1．电阻： 在正弦稳态时，电阻的电压与电流同相位，关 系为： 。 电阻器吸收的平均功率为：

  38. 2．电容： 在正弦稳态时，电容的电压相量滞后电流相量 90°，其电压与电流的关系为： (I、U读数为有效值) 。 电容器吸收的平均功率为零，因此 。

  39. 3. 电感： 在低频时，电感线圈的匝间分布电容可以忽 略，它的等效参数由电感线圈的导线电阻和电感 L 组成： 。经下列公式计算， 可获取相应的电感线圈的参数。

  40. 4．三电压表法测量电感线圈参数

  41. 5．阻抗参数的测定与电抗性质的测定 电阻器、电容器及电感线圈串联后，其复阻抗 为： 通过计算得到和 X 的值。电抗 X 的正负可根据XL 和XC的大小决定。若XL > XC，则复阻抗为感性，否 则复阻抗为容性。

  42. 表 5.7.1 定值电阻器的测量 六、实验数据记录

  43. 表 5.7.2电容器测量

  44. 表5.7.3电感器的测量

  45. 表5.7.4复阻抗的测量

  46. 表5.7.5三电压表法测量电感器的电感量

  47. 七、实验结果计算： 三电表法测量交流参数： 1．电阻值：102.9 /Ω（平均值） 2．电容容量：12.12 /μF（平均值） 3．电感线圈：内阻：13.5 /Ω电感：0.345 /H 三电压表法测量电感受线圈参数： 内阻：13.8 /Ω电感：0.386H

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