實驗3指導(dǎo)書交流參數(shù)的測定

1、實驗3交流參數(shù)的測定預(yù)習(xí)內(nèi)容閱讀課本中正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析章節(jié)，預(yù)習(xí)實驗的內(nèi)容，手寫預(yù)習(xí)報告。一、實驗?zāi)康?. 研究電阻、感抗、容抗與頻率的關(guān)系，測定其隨頻率變化的特性曲線。2. 掌握交流數(shù)字儀表（電壓表、電流表、功率表）和交流白耦調(diào)壓器的使用方法。3. 掌握使用交流電壓表、電流表、功率表（即三表法）測量交流電路中的阻抗及元件參數(shù)的方法。實驗原理1 .單個元件阻抗與頻率的關(guān)系對于電阻元件，根據(jù)=/?zo，其中H = R,電阻與頻率無關(guān); 人/p對于電感元件，根據(jù)=其小生=Xl=2勸L,感抗XL與頻率成正比；【L對于電容元件，根據(jù)生=-jXc，其中A = xc=容抗Xc與頻率成反比1 c2/ifC

2、Q X1f-J-S測量元件阻抗頻率特性的電路如圖 3-1所示，圖 中 的廠是捉供測量回路電流用的標準電阻，流過被測 元件 的電流（/R、/l>/C）則可由廠兩端的電壓S除以廠阻值 所得，又根據(jù)上述三個公式，用被測元件的 電流除對應(yīng) 的元件電壓，便可得到/?、XL和氏的數(shù)值。圖3? 1阻抗頻率特性測圧電路2. 交流電路的參數(shù)測量方法。正弦交流電路中各個元件的參數(shù)值，可以用交流電壓表、交流電流表及功率表，分別測量出元件兩端的電壓S流過該元件的電路/和英所消耗的功率P,然后通過計算得到元件 的各參數(shù) 值，這種方法稱為三表法，是川來測量 50Hz交流電路參數(shù)的基本方法。計算的基 木公式為：電阻元

3、件的電孔7 土或ij電感兀件的感抗：乂嚴土,電感L = a電谷兀件旳谷抗：乂汀十電AC = 27A串聯(lián)電路復(fù)阻抗的模|z阻抗角（p = arctg其中，等效電阻R = X 等效電抗X =z|2_/?2在甩C串聯(lián)電路屮，各元件電壓之間存在相位差，電源電壓應(yīng)等于各元件電壓的向彊和，而不能用它們的有效值直接相加。電路功率用功率表測屋，功率表（又稱為瓦特表）是一種電動式儀表，其中電流線圈為負載串聯(lián)（具冇兩個電流線圈，町串聯(lián)或并聯(lián)，以得到兩個電流量程），而電壓線圈與負載并聯(lián)，電流線圈和電壓線圈的同名端（標有*號）必須連接在一起，如圖3-2所示。本實驗 使用數(shù) 字式功率表，連接方法與電動式功率表相同，電壓

4、、電流量程分別選擇450V和3A。 3A 450V?-1+ LJU圖3-2功率表連接電路三、實驗設(shè)備1. 交流電壓、電流、功率、功率因數(shù)表；2. H耦變壓器；3. 信號源；4. NEEL-II型電工電子實驗裝置。四、實驗內(nèi)容1 .測:fiR、L、C元件的阻抗頻率特性實驗電路如圖3? 1所示，圖中：r=100Q, R、厶、C選擇NEEL 007中的元件。選擇 信 號源正弦波輸出作為輸入電壓“，調(diào)節(jié)信號源輸出電壓幅值，并用交流毫伏表測量，使輸入電壓u的有效值U=2V,并保持不變。用導(dǎo)線分別接通乩L、C三個元件，調(diào)節(jié)信號源的輸出頻率，從1kHz逐漸增至20kHz（用頻率計測量），用交流毫伏表分別測屋

5、"R、U.、&和S,將實驗數(shù)據(jù)記入表3? 1中 并通過計算得到各頻率點的 R、屁和Xc。表3? 1 R、L、C元件的阻抗頻率特性實驗數(shù)據(jù)頻率/ (kHz)125101520R(kQ)S(V) R（ V）/R(mA)=L/r/rR=UJIRXL(kQ)Ur(V)S（ v）/L(mA)=i/r/rX=U 訂 h.Xc(kQ)S(V)Uc (y)/c(mA)i/r/rXc=U/lc2.測最交流電路的參數(shù)實驗電路如圖3? 3所示，功率表的連接方法見圖3? 2,交流電源經(jīng)自耦調(diào)壓器調(diào)壓后向 負載Z供電。（1）測量電阻的阻值圖3? 3電路屮的Z為電阻，用tl耦調(diào)壓器調(diào)壓，使U為220V

6、（用電壓表測量），測量 電流和功率，記入自擬的數(shù)據(jù)表格中。將電壓U調(diào)至110V,重復(fù)上述實驗。（2）測量電容的容抗將圖3? 3電路中的Z換成電容（改接電路時必須先斷開交流電源），將電壓/調(diào)至220V, 測量電壓、電流和功率，記入口擬的數(shù)據(jù)表格中。將電壓"調(diào)至110V,重復(fù)上述實驗。（3）測量電感的感抗將圖3? 3電路屮的Z換成電感（改接電路時必須先斷開交流電源），將電壓U分別調(diào)至180V和90V,測量電壓、電流和功率，記入自擬的數(shù)據(jù)表格中。（4）測量未知器件的參數(shù)（選作）將圖3-3電路屮的Z換成NEEL-007中的黑子（改接電路時必須先斷開交流電源），將電壓“分別調(diào)至140V和90V

7、,測量電壓、電流和功率，記入白擬的數(shù)據(jù)表格屮。五、實驗注意事項1. 通常功率表不單獨使用，要同時有電壓表和電流表監(jiān)測，使電壓表和電流表的讀數(shù)不超過功率表的電壓和電流量程；2. 注意功率表的正確接線，上電前必須經(jīng)指導(dǎo)教師檢查；3. 自耦調(diào)壓器在接通電源前，應(yīng)將其旋柄置于零位上，調(diào)節(jié)時使具輸出電壓從零開始 逐漸 升高。每次改接實驗負載或?qū)嶒炌戤?，都必須先將其旋柄慢慢調(diào)回零位， 再斷開電源。必須嚴格 遵守這一安全操作規(guī)程。4. 交流毫伏表屬于高阻抗電表，測量前必須先調(diào)零。六、實驗報告1. 根據(jù)表3? 1實驗數(shù)據(jù)，在方格紙上繪制 R、XL、Xc與頻率關(guān)系的特性曲線，并分析 它們和頻率的關(guān)系。2. 根據(jù)表3? 1實驗數(shù)據(jù)，定性畫出R、L、C串聯(lián)電路的阻抗與頻