交流电路基本测量

交流电路基本测量实验目的

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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数的测定定与电抗抗性质的的测定电阻器、、电容器器及电感感线圈串串联后，，其复阻阻抗为：：通过图5.7.1的电路测测量，测测得U、I、P的值，通通过计算得到到和和X的值。电抗X的正负可根据据XL和XC的大小决定。若XL>XC，则复阻抗为为感性，否则则复阻抗为容容性。实验仪器电工实验台1台自耦调压变压压器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只电工实验台自耦调压变压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的测量用图5.7.1所示电路，测测定电阻器的的电阻值。调调节自耦调压变压器器的输出电压压，使电流表表的读数为0.50A、0.75A、1.0A时，测出U、P后，分别由R=U/I及R=U2/P计算出电阻的的阻值，并加加以比较。I/AU/VP/WR=U/I/ΩR=U2/P/Ω0.50.751.0测定电容器的的电容值，并并观察功率表表有无读数调节自耦调压压变压器的输输出电压，使使电压表的读数分别180V、200V、220V，测量I和P，计算电容器的电容容值。U/VI/AP/WC/μF180200220测定电感器的的电感量调节调压器的的输出电压，，使电流表的的读数分别为为0.50A、0.75A、1.0A时。测量U和P，计算电感器器的阻抗值。I/AU/VP/WrL

/ΩL/H0.50.751.0复阻抗的测定定将任务1—3的负载（电阻阻器、电容器器和电感器））串联后作为复复阻抗，调节节调压器的输输出电压，使使电流表的读数分别别为0.50A、0.75A、1.0A，测量复阻抗抗的总功率、总电电压、电阻器器电压、电容容器电压和电电感器电压。I/AP/WU/VUR/VUC/VUL/VZ=R+jX0.50.751.0用三电压表法测量量电感器的电电感量按图5.7.2接线（电感器器内的铁芯位位置与任务3一致），调节调调压器使电流流表的读数分分别为0.5A、0.75A、1.0A时测量调压器器输出电压U、电阻器电压U1和电感器电压压U2。I/AU/VU1/VU2/VR/ΩL/H0.50.751.0实验报告要求求计算电阻器阻阻值、电容器器的电容量、、电感器的内内阻和电感量量、复阻抗的的阻抗值。根据任务4测量所得的数数，画出U、UR、UC、UL与I的相量图。实验现象当负载为电阻阻、电感和复复阻抗时，随随着电流增大大，功率表的的读数增大。。当负载为电容容时，功率表表的读数为零零。实验结果分析析在用三表法测测量的负载的的交流参数时时，是否可用用功率因数表表代替功率表表？为什么？？答：可以用功功率因数表代代替功率表，，因为除本实验任务务4的方法外，还还可以用什么么方法测定负负载的性质？？如有，请详详细说明。答：可以用并并联适当电容容的方法测定定负载的性质质。并联电容容后总电流减减小，则负载载为感性；总总电流增大，，则负载为容容性。实验相关知识识预习知识及要要求相关知识点注意事项预习要求掌握阻抗、阻阻抗角及相位位差的概念预习交流电流流表、交流电电压表、单相相功率表及自自耦变压器的的使用方法。。相关知识点电阻及其交流流参数电感及其交流流参数电容及其交流流参数电路的交流参参数电路中的功率率注意事项分清电源的相相线和中线。。电源合上前，，必须将调压压器的输出调调至零位，可可调电容箱的的电容量至零零。通电后，，从零开始增增加输出电压压；使用完毕毕后，先将输输出电压调至至零位，然后后断开电源。。实验过程中，，电感器内的的铁芯位置应应保持不变。。严禁带电改接接线路。实验时，身体体的任何部位位，不能接触触金属裸露部部分，以免造成伤伤害事故。实验标准报告告一、实验目的的学习并掌握常常用交流仪表表的使用方法法。掌握测量交流流元件参数的的基本方法。。掌握单相调压压器的原理及及使用方法。。二、实验内容容用三电表法测测量定阻电阻阻的交流参数数。用三电表法测测量电容的交交流参数。用三电表法测测量电感线圈圈的交流参数数。用三电表法测测量复阻抗的的交流参数，，并判断阻抗抗性质。用三电压表法法测量电感线线圈的内阻和和电感量。三、实验仪器器电工实验台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、实验用详详细电路图1．三电表法测测量电路2.三电压表法测量量电路五、实验原理理及计算公式式1．电阻：在正弦稳态时时，电阻的电电压与电流同同相位，关系为：。。电阻器吸收的的平均功率为为：2．电容：在正弦稳态时时，电容的电电压相量滞后后电流相量90°，其电压与电流流的关系为：：(I、U读数为有效值值)。电容器吸收的的平均功率为为零，因此。3.电感：在低频时，电电感线圈的匝匝间分布电容容可以忽略，它的等效效参数由电感感线圈的导线线电阻和电感感L组成：。。经下列公公式计算，可获取相应的的电感线圈的的参数。4．三电压表法法测量电感线线圈参数5．阻抗参数的的测定与电抗抗性质的测定定电阻器、电容容器及电感线线圈串联后，，其复阻抗为：通过计算得到到和X的值。电抗X的正负可根据据XL和XC的大小决定。。若XL>XC，则复复阻抗抗为感感性，，否则复阻阻抗为为容性性。六、实实验数数据记记录表5.7.1定值电电阻器器的测测量I/AU/VP/W/Ω/Ω0.551.425.8102.8102.40.757757.6102.7102.91.0102.9102102.9103.8表5.7.2电容器器测量量U/VI/AP/WC/1800.6872.012.152000.7632.212.152200.8342.812.07表5.7.3电感器器的测测量I/AU/VP/WRL/ΩL/H0.5503.514.00.3150.75827.813.80.341.0120.812.812.80.38表5.7.4复阻抗抗的测测量I/AP/WU/VUR/VUC/VUL

/V0.528.282.837.0126.048.5112.8－j119.30.7563.8134.869.8189.088.0113.2－j138.31.0103181.298.0253.0117.0103－j138.1表5.7.5三电压压表法法测量量电感感器的的电感感量I/AU/VU1/VU2/VRL/ΩL/H1.01649812212.20.386七、实实验结结果计计算：：三电表表法测测量交交流参参数：：1．电阻值值：102.9/Ω（平均值值）2．电容容容量：12.12/μF（平均值值）3．电感线线圈：内内阻：13.5/Ω电感：0.345/H三电压