交流電路基本測(cè)量

1、交流電路基本測(cè)量第1頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)并掌握常用交流儀表的使用方法。掌握測(cè)量交流元件參數(shù)的基本方法。掌握單相調(diào)壓器的原理及使用方法。第2頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日實(shí)驗(yàn)原理三表法（電壓表、電流表、功率表）測(cè)量交流參數(shù)電阻器、電容器參數(shù)的測(cè)量元件參數(shù)電路電阻器、電容器和電感線圈是交流電路中常用的元件。在低頻時(shí)，如滑線電阻，其導(dǎo)線中的電感及匝間的分布電容可以忽略，看成純電阻；電容的引線電感及介質(zhì)損耗均可忽略，可以看作純電容。第3頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日?qǐng)D 5.7.1 測(cè)定二端元件參數(shù)

2、電路第4頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日純電阻器和電容器的測(cè)量電路見圖。相比較而言，由于電感線圈是可以等效成電感與電阻的串聯(lián)。因此，其參數(shù)的測(cè)量稍有不同。在正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，電阻的電壓與電流同相位，關(guān)系為： 電阻器吸收的平均功率為：根據(jù)上述電壓、電流與功率的關(guān)系，通過圖的實(shí)驗(yàn)電路，可測(cè)定電阻器的阻值。第5頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日 在正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容的電壓相量滯后電流相量90,其電壓與電流的關(guān)系為： (I、U讀數(shù)為有效值) 。 電容器吸收的平均功率為零。通過圖電路可測(cè)得電容參數(shù) 第6頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日電

3、感線圈參數(shù)的測(cè)定在低頻時(shí)，電感線圈的匝間分布電容可以忽略，它的等效參數(shù)由電感線圈的導(dǎo)線電阻和電感 L組成： 。通過圖電路可測(cè)得電壓U、電流 I 及功率 P后，經(jīng)下列公式計(jì)算，可獲取相應(yīng)的電感線圈的參數(shù)。第7頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日第8頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日三電壓表法測(cè)定電感線圈的參數(shù)將電感線圈與一個(gè)可變電阻器串聯(lián)，其測(cè)量電路如圖所示。選取適當(dāng)?shù)碾娮柚?，測(cè)出電壓U、U1、U2，以及電流 I 的值。根據(jù)電路中各電壓間的相量關(guān)系如圖所示，可求得:第9頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日?qǐng)D 5.7.2 三電壓表

4、法電路第10頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日第11頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日阻抗參數(shù)的測(cè)定與電抗性質(zhì)的測(cè)定電阻器、電容器及電感線圈串聯(lián)后，其復(fù)阻抗為： 通過圖 的電路測(cè)量，測(cè)得U、I、P的值，通過計(jì)算得到 和X的值。電抗X的正負(fù)可根據(jù)XL和XC的大小決定。若XLXC ，則復(fù)阻抗為感性，否則復(fù)阻抗為容性。第12頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日實(shí)驗(yàn)儀器電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)1臺(tái)自耦調(diào)壓變壓器1只交流電流表1只交流電壓表3只單相功率表1只滑線電阻器1只電感線圈 1只可調(diào)電容相1只第13頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)

5、46分，星期日電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)第14頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日自耦調(diào)壓變壓器第15頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日交流電流表 第16頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日交流電壓表 第17頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日單相功率表 第18頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日滑線電阻器第19頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日電感線圈第20頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日可調(diào)電容箱第21頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)

6、46分，星期日實(shí)驗(yàn)步驟定值電阻器的測(cè)量 用圖所示電路，測(cè)定電阻器的電阻值。調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓變壓器的輸出電壓，使電流表的讀數(shù)為0.50A、0.75A、1.0A時(shí)，測(cè)出U、P后，分別由R=U / I及R=U2/P計(jì)算出電阻的阻值，并加以比較。I / AU / VP / WR=U / I / R=U2/P /0.50.751.0第22頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日測(cè)定電容器的電容值，并觀察功率表有無讀數(shù) 調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓變壓器的輸出電壓，使電壓表的讀數(shù)分別180V、200V、220V，測(cè)量 I 和 P ，計(jì)算電容器的電容值。U / VI / AP / WC / F18020022

7、0第23頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日測(cè)定電感器的電感量 調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出電壓，使電流表的讀數(shù)分別為0.50A 、0.75A、1.0A時(shí)。測(cè)量U和 P，計(jì)算電感器的阻抗值。I / AU / VP / WrL / L / H0.50.751.0第24頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日復(fù)阻抗的測(cè)定 將任務(wù)13的負(fù)載（電阻器、電容器和電感器）串聯(lián)后作為復(fù)阻抗，調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出電壓，使電流表的讀數(shù)分別為0.50A、0.75A、1.0A，測(cè)量復(fù)阻抗的總功率、總電壓、電阻器電壓、電容器電壓和電感器電壓。I / AP / WU / VUR / VUC /

8、VUL / VZ=R+jX0.50.751.0第25頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日用三電壓表法測(cè)量電感器的電感量 按圖接線（電感器內(nèi)的鐵芯位置與任務(wù)3一致），調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電流表的讀數(shù)分別為0.5A、 0.75A、1.0A時(shí)測(cè)量調(diào)壓器輸出電壓U、電阻器電壓U1和電感器電壓U2。I / AU / VU1 / VU2 / VR / L / H0.50.751.0第26頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求計(jì)算電阻器阻值、電容器的電容量、電感器的內(nèi)阻和電感量、復(fù)阻抗的阻抗值。根據(jù)任務(wù)4測(cè)量所得的數(shù)，畫出U、UR、UC、UL與 I 的相量圖。第

9、27頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)負(fù)載為電阻、電感和復(fù)阻抗時(shí)，隨著電流增大，功率表的讀數(shù)增大。當(dāng)負(fù)載為電容時(shí)，功率表的讀數(shù)為零。第28頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析在用三表法測(cè)量的負(fù)載的交流參數(shù)時(shí)，是否可用功率因數(shù)表代替功率表？為什么？答：可以用功率因數(shù)表代替功率表，因?yàn)?除本實(shí)驗(yàn)任務(wù)4的方法外，還可以用什么方法測(cè)定負(fù)載的性質(zhì)？如有，請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明。答：可以用并聯(lián)適當(dāng)電容的方法測(cè)定負(fù)載的性質(zhì)。并聯(lián)電容后總電流減小，則負(fù)載為感性；總電流增大，則負(fù)載為容性。第29頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日實(shí)驗(yàn)

10、相關(guān)知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)及要求相關(guān)知識(shí)點(diǎn)注意事項(xiàng)第30頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日預(yù)習(xí)要求掌握阻抗、阻抗角及相位差的概念預(yù)習(xí)交流電流表、交流電壓表、單相功率表及自耦變壓器的使用方法。第31頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日相關(guān)知識(shí)點(diǎn)電阻及其交流參數(shù)電感及其交流參數(shù)電容及其交流參數(shù)電路的交流參數(shù)電路中的功率第32頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日注意事項(xiàng)分清電源的相線和中線。電源合上前，必須將調(diào)壓器的輸出調(diào)至零位，可調(diào)電容箱的電容量至零。通電后，從零開始增加輸出電壓；使用完畢后，先將輸出電壓調(diào)至零位，然后斷開電源。實(shí)驗(yàn)過程中，

11、電感器內(nèi)的鐵芯位置應(yīng)保持不變。嚴(yán)禁帶電改接線路。實(shí)驗(yàn)時(shí)，身體的任何部位，不能接觸金屬裸露部分，以免造成傷害事故。第33頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)并掌握常用交流儀表的使用方法。掌握測(cè)量交流元件參數(shù)的基本方法。掌握單相調(diào)壓器的原理及使用方法。第34頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用三電表法測(cè)量定阻電阻的交流參數(shù)。用三電表法測(cè)量電容的交流參數(shù)。用三電表法測(cè)量電感線圈的交流參數(shù)。用三電表法測(cè)量復(fù)阻抗的交流參數(shù)，并判斷阻抗性質(zhì)。用三電壓表法測(cè)量電感線圈的內(nèi)阻和電感量。第35頁，共51頁，2022年，5月20

12、日，19點(diǎn)46分，星期日三、實(shí)驗(yàn)儀器電工實(shí)驗(yàn)臺(tái) 1臺(tái)單相調(diào)壓器 1只交流電流表1只交流電壓表1只單相功率表1只滑線電阻器 1只電感線圈 1只可調(diào)電容相 1只第36頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日四、實(shí)驗(yàn)用詳細(xì)電路圖1三電表法測(cè)量電路第37頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日2. 三電壓表法測(cè)量電路 第38頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日五、實(shí)驗(yàn)原理及計(jì)算公式1電阻：在正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，電阻的電壓與電流同相位，關(guān)系為：。電阻器吸收的平均功率為：第39頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日2電容：在正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，

13、電容的電壓相量滯后電流相量90，其電壓與電流的關(guān)系為： (I、U讀數(shù)為有效值) 。電容器吸收的平均功率為零，因此。第40頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日3. 電感： 在低頻時(shí)，電感線圈的匝間分布電容可以忽略，它的等效參數(shù)由電感線圈的導(dǎo)線電阻和電感 L組成： 。經(jīng)下列公式計(jì)算，可獲取相應(yīng)的電感線圈的參數(shù)。第41頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日第42頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日4三電壓表法測(cè)量電感線圈參數(shù)第43頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日5阻抗參數(shù)的測(cè)定與電抗性質(zhì)的測(cè)定 電阻器、電容器及

14、電感線圈串聯(lián)后，其復(fù)阻抗為：通過計(jì)算得到 和 X 的值。電抗 X 的正負(fù)可根據(jù)XL 和XC的大小決定。若XL XC ，則復(fù)阻抗為感性，否則復(fù)阻抗為容性。第44頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 5.7.1 定值電阻器的測(cè)量I / AU / VP / W / / 0.551.425.8102.8102.40.757757.6102.7102.91.0102.9102102.9103.8第45頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日表 5.7.2電容器測(cè)量U / VI / AP / W C /1800.6872.012.152000.76

15、32.212.152200.8342.812.07第46頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日表5.7.3電感器的測(cè)量I / AU / VP / WRL / L / H0.5503.514.00.3150.75827.813.80.341.0120.812.812.80.38第47頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日表5.7.4復(fù)阻抗的測(cè)量I / AP / WU / VUR / VUC / VUL / V0.528.282.837.0126.048.5112.8j119.30.7563.8134.869.8189.088.0113.2j138.31.0103181.298.0253.0117.0103j138.1第48頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日表三電壓表法測(cè)量電感器的電感量I / AU / VU1 / VU2 / VRL / L / H1.01649812212.20.386第49頁，共51頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)46分，星期日七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算：三電表法測(cè)量交流參數(shù)：1電阻值：102.9 / （平均值）2電容容