实验十互感电路参数的测量

1、实验十互感电路参数的测量一、实验目的1. 掌握互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。2. 观察用不同材料作线圈芯以及两个线圈相对位置改变时，对互感的影响。二、原理说明1. 判断互感线圈同名端如电话机或变压器各绕组判断两个耦合线圈的同名端在理论分析和实际工程中都具有重要的意义。 的首、末端等，都是根据同名端进行联接的。L2中产生互感电势电压表指针会偏转。若 K闭合瞬 L2的b端为同名端；若指针反偏，则a、b为异名端。直流判别法如图10-1所示，当开关K闭合或断开瞬间，在 间指针正偏，说明b端为高电位端，则L1的a端与图10-1直渝由測禺端等效阻抗判别法将两个耦合线圈L1和L2分别做两种

2、不同的串联（a '与b和a与b相联），用交流电桥重新测量不 同串联方式的等效电感，阻抗较大的一种是顺向串联，相连的两个端点为异名端；反之，是反向串联， 相连的两端点为同名端。交流判别法如图10-2所示，将两个绕组L1和L2的任意两端（如a'、b '端）联在一起，在其中的一个绕组 （如 L1）两端加一个低电压，另一绕组（如L2）开路，用交流电压表分别测出三个端电压U1、U2和U,若U=U 1+U2，表明L1和L2为顺向串联，则a与b为异名端；若U= | Ul U2 I，表明L1和L?为反向串联， a与b为同名端。2. 两线圈互感系数 M的测定（1）互感电势法11及U2。根

3、据互感电势E2MU20在图10-2所示的L1侧施加低压交流电压 U1,线圈L2开路，测出3 MI1,可求得互感系数为M = U2 / 3 I1 1 h3TBIr*Jittfiffi 10-2 it畝曲測Q塔務互盛*菱10-3所示，则等效电感法将两个线圈分别做顺向和反向串联，并通以正弦电流，如图TU =1如1 +2 )+j 3(|_1 +L2 +2M 9 也，=1 如 +2 )+j 3(|_1 +1_2 -2M )令等效电感 1=11+12+2皿丄=Li+L2-2M则互感系数 M=(L-L ')/4 3其中ri和2可用欧姆表测得，再求出等效阻抗从而求得等效电感 L和L '，即可求

4、出互感系数Z=U和IMz'YI 'aLzLtffl 10-3 #敢电戊盛鋤互咸A获k来表示3. 耦合系数k的测定两个互感线圈相耦合的程度可用耦合系数K=M/JLiL2I2,如图10-4所示，同样先求出等效阻抗 Zi和Z2,再求出各自的自感 Li和L2,如图10-2，先在Li侧加低压交流电压 Ui,测出L2侧开路时的电流li;然后再在L2侧加电压U2, 测出Li侧开路时的电流 即可算得k值。叫Ik ktT _R b-o'图10-4 雇L2钿加沌低电压三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1直流稳压电源0-30V1RTDG012单相可调交流电源0-220V1RTDG013直

5、流数字电压表1RTT014直流数字毫安表1RTT015直流数字安培表1RTT016交流电压表1RTT03-17交流电流表1RTT03-18空心互感线圈L1为大线圈L2为小线圈1对RTDG079可变电阻器100 Q /3W1RTDG0810电阻器510 Q /2W1RTDG0811发光二极管红或绿1RTDG0812铁棒、铝棒各1RTDG0713滑线变阻器200 Q /2A1另备四、实验内容与步骤1. 测定互感线圈的同名端(1) 直流法按图10-1接线，将L2套入L1中，并插入铁芯，调直流稳压电源E=1.2V，为使流过L1侧的电流不超过0.4A，在L1侧串入直接数字电流表，L2侧电压表。将铁芯迅速

6、拔出和插入，观察电压表正负读数的变化，判定L1和L2的同名端。(2) 交流法按图10-2接线，将L2套入L1中，插入铁芯，将两线圈一端相连(如a' b')。由于线圈内阻很小，1.5A,接通电源前应首先查看自耦调压器的输出是否在零位，限流变阻器及应调到阻值最大的位置，电压表接 至L1两侧。确认后方可接通电源，使调压器输出一个很低的电压(U1=2V)，流过电流表的电流应小于m=U2 或 土©I 1©I 2ri和2；再按图10-3接线，1A,计算电感L和互感M测出两数据和然后测量U2和U，判定同名端，记入表10-1中。表10-1 判别同名端直流法结论交流法结论U2

7、变化插入铁芯拔出铁芯a与bU(v)U1(v)U2(v)a与b2.测互感系数M互感电势法拆去a' b之间的连线，测量 Ui、li和U2，计算出互感系数等效电感法断开电源，拆去连线，先用数字万用表欧姆档测出两线圈内阻 个线圈顺向和反向串联时的电压电流。所加电压很低，应使电流小于 计算结果一并记入表 10-2中。表10-2测互感系数互感电势法等效电感法U1I1U2M串联方式UIRZLM顺向反向3. 测耦合系数K将L1侧开路，在L2加交流低电压，使流过 L2侧电流l2=0.5A，测出此时的U2、l2和U1之值。禾U用 上述步骤测出的6、h值和测出的r1>r2之值，分别计算Z"Z

8、2和L"L2及耦合系数K,数据记入表10-3 中。表10-3 测耦合系数L2开路测量值计算值L1开路测量值计算值UiI1r1乙1_1L212r 2乙1_2K4. 观察互感现象在图10-4的L2侧接入LED发光二极管与510 Q串联的支路。(1) 将铁芯慢慢地从两线圈中抽出和插入，观察LED亮度的变化及各电表读数的变化，记录现象。(2) 改变两线圈的相对位置，观察LED亮度的变化及仪表读数。(3) 改用铝棒替代铁棒，重复 、(2)的步骤，观察LED的亮度变化，记录现象。五、实验注意事项1 .整个实验过程中，注意流过线圈Li的电流不得超过1.5A，流过线圈L2的电流不得超过1A。2. 测定同名端及其他测量数据的实验中，都应将小线圈L2套在大线圈L1中，并插入铁芯。3. 如实验室备有 200Q/2A的滑线变阻器或大功率的负载，则可接在交流实验时的L1侧，作为限 流电阻用。23V4. 作交流实验前，首先要检查自耦调压器，要保证手柄置在零位，因实验时所加的电压只有 左右。因此调节时要特别仔细、小心，要随时观察电流表的读数，不得超过规定值。六、预习思考题1复习互感电路的有关理论，认真预习实验内容。2本实验用直流法判断同名端是用