交流电路基本测量.ppt

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,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。,图 5.7.1 测定二端元件参数电路,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

2、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。,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,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。,三电压表法测定电感

3、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:,图 5.7.2 三电压表法电路,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XLXC ，则复阻抗为感性，否则复阻抗为容性。,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,电工实验

4、台,自耦调压变压器,交流电流表,交流电压表,单相功率表,滑线电阻器,电感线圈,可调电容箱,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。,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。,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，

5、计算电感器的阻抗值。,复阻抗的测定 将任务13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。,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。,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。,实验

6、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。,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。,实验相关知识,预习知识及要求相关知识点注意事项,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。,相关知识点,电阻及其交流参数电感及其交

7、流参数电容及其交流参数电路的交流参数电路中的功率,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。,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。,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

8、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。,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,四、实验用详细电路图1三电表法测量电路,2. 三电压表法测量电路,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：,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。,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

9、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。,4三电压表法测量电感线圈参数,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。,六、实验数据记录,表 5.7.1 定值电阻器的测量,表 5.7.2电容器测量,表5.7.3电感器的测量,表5.7.4复阻抗的测量,表5.7.5三电压表法测量电感器的电感量,七、实验结果计算：三电表法测量交流参数：1电阻值：102.9 / （平均值）2电容容量：12.12 /F （平均值）3电感线圈：内阻：13.5 / 电感：0.345 /H三电压表法测量电感受线圈参数： 内阻：13.8 / 电感：0.386H,八、实验结果分析1复阻抗性质判断：因为电容的容抗大于电感感抗所以电阻、电容和电感串联后复阻抗呈容性。2用三电表法和三电压表法测得的电感内阻和电感的电感量基本一致。为了减小误差，测量时应保持电感内铁芯的位置不变。,