交流电路元件参数的测定电路分析

深圳大学实验报告课程名称：电路分析实验项目名称：交流电路元件参数的测定学院：专业：指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：实验报告提交时间：教务部制实验目的与要求：1．正确掌握交流电流表、电压表、功率相位组合表的用法。2．加深对交流电路元件特性的了解。3．掌握交流电路元件参数的实验测定方法。方法、步骤：电阻器、电容器和电感线圈是工程上经常使用的基本元件。在工作频率不高的条件下，电阻器、电容器可视为理想电阻和理想电容。一般电感线圈存在较大电阻，不可忽略，故可用一理想电感和理想电阻的串联作为其电路模型。电阻的阻抗为：电容的阻抗为：电感线圈的阻抗为：电阻器、电容器、电感线圈的参数可用交流电桥等仪器测出，若手头没有这些设备，可搭建一个简单的交流电路，通过测阻抗算出元件参数值。1．三表法利用交流电流表、交流电压表、相位表（或功率表）测量元件参数称为三表法。这种方法最直接，计算简便。元件阻抗为对于电阻对于电容对于电感，，由已知的电源角频率ω，可进一步确定元件参数。2．二表法若手头上没有相位表或功率表，也可只用电流表和电压表测元件参数，这种方法称为二表法。由于电阻器和电容器可看作理想元件，已知其阻抗角为0或90度，故用二表法测其参数不会有什么困难。二表法测电感线圈参数的电路如图2所示。图中的电阻R是一个辅助测量元件。由图2可见，根据基尔霍夫电压定律有，而，其中和为假想电压，分别代表线圈中等效电阻r和电感L的端电压。各电压相量关系如图3所示，由于电压U、U1、U2可由电路中测得，故图中小三角形Δaob的各边长已知，再利用三角形的有关公式求出bc边和ac边的长度，即电压Ur和UL可求。最后，由式、及已知的电源角频率ω可求得线圈的参数。3．一表法只用一个交流电压表测量元件参数的方法称为一表法，其原理与二表法相同，不同的是辅助测量电阻R的阻值应预先已知，这样电路中电流可求，可省去一个电流表。此法有更强的实用性。实验过程及内容：任务一.三表法测元件参数（1）按下图接线，图中被测元件为51Ω/8w电阻,可从元件箱（一）EEL-51中选用（注意选该电阻一定要使用交流转换接头），调节交流调压器使电流表读数为0.3A，记录电压表、功率相位表读数于表1中。（2）将被测元件换为电感线圈（将互感线圈的2、3端连接，即顺接串联成一个线圈使用。其参数大约为r=57Ω、L=0.6H。），调节调压器使电流表读数为0.2A，记录电压表，功率相位表读数。（3）将被测元件换为10.17μF的电容，可从元件箱（2）EEL-52中选用，调节调压器使电流表读数为0.2A，记录电压表，功率相位表读数。（4）根据测量值计算元件参数。表1三表法测元件参数图一：任务二.二表法测电感线圈参数（1）按下图接线，辅助测量电阻为（100Ω/5W)从元件箱（一）中选用，被测线圈为互感器第一个线圈（参数大约为r=28Ω，L=0.15H）。调节调压器使电流表读数为0.2A，测量各电压记录于表2中。表2二表法测电感线圈参数被测线圈电流I电压U电压U1电压U2从测量值计算元件参数两个线圈顺串0.2Ar=ωL=L=一个线圈0.2Ar=ωL=L=（2）被测线圈为互感器的两个线圈的顺接串联（接法与任务一（2）相同）。被测元件电流I电压U功率P阻抗角从测量值计算元件参数电阻器0.1AR=电容器0.2AXC=C=电感线圈0.2AXL=L=r=（3）根据测量值画出电压相量图，算出两个被测线圈的参数。图二：数据处理分析：被测线圈电流I电压U电压U1电压U2从测量值计算元件参数一个线圈0.2A27.4019.9510.43r=30.57ΩωL=42.25ΩL=0.135H两个线圈顺串0.2A47.4520.0036.66r=63.44ΩωL=171.97ΩL=0.55电压相量图U1U2U2U被测元件电流I/A电压U/V功率P/W阻抗角从测量值计算元件参数电阻器0.3A15.434.571R=51.43Ω电感线圈0.2A36.542.30L0.31182.70ΩXL=173.70ΩL=0.55Hr=56.64Ω电容器0.2A58.740.30C0.02XC=293.70ΩC=10.84μF实验结论：在误差允许的前提下，测量结果，计算结果符合预期。指导教师批阅意见：成绩评定：指导教师签字：年月日备注：注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。