實(shí)驗(yàn)七交流電路等效參數(shù)的測(cè)量

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)用交流電壓表、交流電流表和功率表測(cè)量交流電路的等效參數(shù)2. 熟練掌握功率表的接法和使用方法二、原理說(shuō)明1. 三表法測(cè)電路元件的參數(shù)正弦交流激勵(lì)下的元件值或阻抗值，可以用交流電壓表、交流電流表及功率表，分別測(cè)量出元件兩端的電壓 U, 流過(guò)該元件的電流I和它所消耗的功率 P,如圖7-1所示，然后通過(guò)計(jì)算得到所 求的各值，這種方法稱為三表法，是用 以測(cè)量50Hz交流電路參數(shù)的基本方法。根據(jù)交流電的歐姆定律，可以有阻抗的模丨Z|=U/I電路的功率因數(shù)cos © = P/ UI等效電阻 R=P/ I2 =| Z | cos©等效電抗X=| Z | sin

2、69;對(duì)于感性元件X= X_= 2n fL對(duì)于容性元件 X= Xc=l/ 2n fC2. 三表法測(cè)交流電路的等效參數(shù)如果被測(cè)對(duì)象不是一個(gè)單一元件，而是一個(gè)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)，也可以用三表法測(cè)出U、I、P后，由上述公式計(jì)算出R和X,但無(wú)法判定出電路的性質(zhì)（即阻抗性質(zhì))3. 阻抗性質(zhì)的判別方法 阻抗性質(zhì)的判別可以在被測(cè)電路元件兩端并聯(lián)或串聯(lián)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。(1) 并聯(lián)電容判別法在被測(cè)電路Z兩端并聯(lián)可變?nèi)萘康脑囼?yàn)電容 C,如圖7-2(a)所示，(b) 圖是 的等效電路，圖中GB為待測(cè)阻抗Z的等效電導(dǎo)和電納，B'=3 C 為并聯(lián)電容C的電納。根據(jù)串接在電路中電流表示數(shù)的變化，可判定被測(cè) 阻抗的性質(zhì)。設(shè)并

3、聯(lián)電路中B+ B'= B",在端電壓U不變的條件下： 若B增大，B也增大，電路中總電流I將單調(diào)地上升，故可判斷 B 為容性元件； 若B增大，B先減小后再增大，總電流I也是先減小后上升，如 圖7-3所示，則可判斷B為感性元件。由上分析可見，當(dāng)B為容性元件時(shí)，對(duì)并聯(lián)電容 C值無(wú)特殊要求；而 當(dāng)B為感性元件時(shí)，B'v| 2B|才有判定為感性的意義。B>| 2B|時(shí), 電流將單調(diào)上升，與B為容性時(shí)的情況相同，并不能說(shuō)明電路是感性的。因 此判斷電路性質(zhì)的可靠條件為C'v| 2B I/®(2) 串聯(lián)電容判別法在被測(cè)元件電路中串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)容量的試驗(yàn)電容 C,

4、在電源電壓不變 的情況下，根據(jù)被測(cè)阻抗的端電壓的變化，可以判斷電路阻抗的性質(zhì)。若串 聯(lián)電容后被測(cè)阻抗的端電壓?jiǎn)握{(diào)下降， 則判為容性；若端電壓先上升后下降，則被測(cè)阻抗為感性，判定條件為C >1/3丨 2X |式中X為被測(cè)阻抗的電抗值，C為串聯(lián)試驗(yàn)電容值， 此關(guān)系式可自行 證明。相位關(guān)系測(cè)量法判斷待測(cè)元件的性質(zhì)，還可以利用單相相位表測(cè)量電路中電流、電壓間的相位關(guān)系進(jìn)行判斷，若電流超前于電壓，則電路為容性；電流滯后于電壓, 則電路為感性。4. 功率表的使用般單相功率表（又稱為瓦特表）是一種動(dòng)圈式儀表，它有兩個(gè)測(cè)量線 圈，一個(gè)是有兩個(gè)量限的電流線圈，測(cè)量時(shí)應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)；另一個(gè)是有三個(gè) 量限的電壓

5、線圈，測(cè)量時(shí)應(yīng)與負(fù)載并聯(lián)。為了不使功率表的指針反向偏轉(zhuǎn)， 在電流線圈和電壓線圈的一個(gè)端鈕上都標(biāo)有“*”標(biāo)記。正確的連接方法是：必須將標(biāo)有“ *”標(biāo)記的兩個(gè)端鈕接 在電源的同一端，電流線圈的另一端接至負(fù)載端，電壓線圈的另一端則接至 負(fù)載的另一端。圖7-4是功率表在電路中的連接線路和測(cè)試端鈕的外部連接 示意圖。三、實(shí)驗(yàn)S 7-4甲和£糟乘<&松皆設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注單相交流電源0 220V1RTDG-1交流電壓表0 300V1RTT03-1交流電流表05A1RTT03-1單相功率表D34-W或其它1RTT04自耦調(diào)壓器1RTDG-RTDG-1電感線圈40W日光燈配

6、用鎮(zhèn)流器1RTDG08電容器卩 /400V1RTDG07白熾燈40W/220V3RTDG07四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟測(cè)試線路如圖7-5所示，電源電壓取自實(shí)驗(yàn)裝置配電屏上的可調(diào)電壓輸 出端，并經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可接通市電電源。耐凰皐一E#葩爭(zhēng)韭燦 肘謝LG*肇由蛛竹菩韭妞糾 繃弄豪起離怡書處家Hffi7-5 測(cè)量烹圭電疇旳彗就華豪1. 測(cè)量單一元件的等效參數(shù)分別將40W/白熾燈(R)和卩F電容器(C)接入電路，用交流電壓表監(jiān)測(cè)將電源電壓調(diào)到220伏，讀出電流表和功率表的讀數(shù)，數(shù)據(jù)記入表7-1中將調(diào)壓器調(diào)回到零，斷開電源；將40W日光燈鎮(zhèn)流器（L）接入電路，將電源電壓從零調(diào)到電流表的示數(shù)為額定電流0.

7、4A時(shí)為止。讀出電壓表和功率表的讀數(shù)，數(shù)據(jù)記入表7-1中。表7-1測(cè)量單一元件的等效參數(shù)被 測(cè) 阻 抗測(cè)量值計(jì)算電路等效參數(shù)U(v)1(A)P(W)Cos()Z( Q)sinR(Q)L(mH)C(u F)40W白 熾 燈/電 容 器C/電 感 線 圈/LLC串聯(lián)LC并聯(lián)2. 測(cè)量L、C串聯(lián)與并聯(lián)后的等效參數(shù)分別將元件L、C串聯(lián)和并聯(lián)后接入電路，在電感支路中串入電流表,調(diào)節(jié)輸入電壓時(shí)使I l = 0.4A，并將電壓表和功率表的讀數(shù)記入表7-1中。3. 測(cè)量電路的阻抗性質(zhì)在L、C串聯(lián)和并聯(lián)電路中，保持輸入電壓不變，并接不同數(shù)值的試驗(yàn) 電容，測(cè)量電路中總電流的數(shù)值，根據(jù)電流的變化情況來(lái)判別LC串聯(lián)和

8、并聯(lián)后阻抗的性質(zhì)。數(shù)據(jù)記入表 7-2中。表7-2測(cè)量電路的阻抗性質(zhì)測(cè)量電路并聯(lián)電容 電路電流'01aFa Fa Fa Fa Fa F電路性質(zhì)LC串聯(lián)I (A)LC并聯(lián)I ' A五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 本實(shí)驗(yàn)直接用市電220V交流電源供電，實(shí)驗(yàn)中要特別注意人身安全, 必須嚴(yán)格遵守安全用電操作規(guī)程，不可用手直接觸摸通電線路的裸露部分， 以免觸電。2. 自耦調(diào)壓器在接通電源前，應(yīng)將其手柄置在零位上，輸出電壓從零 開始逐漸升高。每次改接實(shí)驗(yàn)線路或?qū)嶒?yàn)完畢，都必須先將其旋柄慢慢調(diào)回 零位，再斷電源。3. 功率表要正確接入電路，并且要有電壓表和電流表監(jiān)測(cè)，使兩表的讀數(shù)不超過(guò)功率表電壓和電流的量限。4. 在測(cè)量有電感線圈L的支路中，要用電流表監(jiān)測(cè)電感支路中的電流 不得超過(guò) 0.4A。六、預(yù)習(xí)思考題1. 在50Hz的交流電路中，測(cè)得一只鐵心線圈的P、I和U如何算得它 的阻值及電感量？2. 如何用串聯(lián)電容的方法來(lái)判