深圳大學實驗報告
課程名稱電路與電子學
實驗專案名稱交流電路元件引數的測定
學院計算機與軟體學院
專業指導教師俞航
報告人: 陳**學號:2012150295 班級: 6班
實驗時間2013-5-29
實驗報告提交時間: 2013-6-3
一、目的:
1. 正確掌握交流數字儀表(電壓表、電流錶、功率表)和自耦調壓器的用法。
2. 加深對交流電路元件特性的了解。
3. 掌握交流電路元件引數的實驗測定方法。
二、說明:
電阻器、電容器和電感線圈是工程上經常使用的基本援建。在工作頻率不高的條件下,電阻器、電容器可視為理想電阻和理想電容。一般電感線圈存在較大電阻,不可忽略,故可用一理想電感和理想電阻的串聯作為電路模型。
電阻的阻抗為: z=r
電容的阻抗為: z=jxc=-j(1/ωc)
電感線圈的阻抗為: z=r+ jxl=r+jωl=|z|∠
電阻器、電容器、電感線圈的引數可用交流電橋等一起測出,若手頭沒有這些裝置,可大減乙個簡單的交流電路,通過測阻抗算出元件引數值。
1. 三表法
利用交流電流錶、交流電壓表、相位表(或功率表)測量元件引數稱為三表法、這種方法最直接,計算簡便。實驗電路如圖1所示。元件阻抗為:
對於電阻
對於電容
對於電感
由已知的電源角頻率ω,可進一步確定元件引數。
2. 二表法
若手頭上沒有相位表或功率表,也可只用電流錶和電壓表測元件引數,這種方法稱為二表法。由於電阻器和電容器可看作理想元件,已知其阻抗為0或者90度,故用二表法測其引數不會有什麼困難。
二表法測電感線圈引數如圖2所示。途中的電阻r是乙個輔助測量元件。由圖2課件,根據基爾霍夫電壓定律有,而,其中和為假想電壓,分別代表線圈中等效電阻r和電感l的端電壓。
各電壓相量關係如圖3所示,憂鬱u、u1、u2可由電路中測的,故途中小三角△aob的各邊長已知,再利用三角形的有關公式(或準確地畫出圖3,由圖3直接量的)求出bc邊和ac邊的長度,即電壓ur和ul可求。最後,由式及已知的電源角頻率ω可求得線圈的引數。
3. 一表法
只用乙個交流電壓表測量元件引數的方法稱為一表法,其原理與二表法相同,不同的是輔助測量電阻r的阻值應預先已知,這樣電路中電流可求,可省去乙個電流錶。此法有更強的實用性。
三、實驗裝置:
1. 自耦**流調壓器
2. 交流電流錶
3. 交流電壓表
4. 元件(一)eel-51、元件箱(二)eel-52、電感線圈。
四、任務與步驟:
任務一:三表法測元件引數
步1-1.按圖1接線,圖中被測元件為51ω電阻,從元件箱(一)eel-51中選用51ω(51ω/8w,且注意選該電阻一定要使用交流轉換接頭),調節交流電壓器使電流錶讀數為0.3a,記錄電壓表、功率相位表讀數於表1中。
步1-2.將被測元件換為電感線圈(將互感線圈的2、3端連線,即順串成乙個線圈,引數大約為r=57ω、l=0.6h),調節調壓器使電流錶讀數為0.2a,記錄其餘表讀數。
步1-3.將被測元件換為10.17μf電容從元件箱(二)eel-52中選用,調節調壓器使電流錶讀數為0.2a,記錄其餘表讀數。
根據測量值元件引數。
任務二:二表法測電感線圈引數
步2-1. 按圖2接線,輔助測量電阻從元件箱(一)選為100ω(100ω/5w),北側線圈為互感器兩個線圈的順接串聯(與步1-2相同),調節調壓器使電流錶讀數0.2a,測量各電壓記錄於表2中。
步2-2. 僅用互感器的第乙個線圈作為被測線圈(引數大約為r=28ω、l=0.15h),其餘同步2-1。
根據測量值畫出電壓相量圖,算出兩個被測線圈的引數。
五、資料測定及分析:
任務一:
表1電阻器電阻實際值r=51ω,測量值為50.7ω,誤差為0.59%。
電感器電感實際值l=0.6h,測量值為0.58h,誤差為3.33%。
電感器內等效電阻r=57ω,測量值為54.91ω,誤差為3.67%。
電容器電容實際值c=10.17μf,測量值為10.72μf,誤差為5.40%。
任務二:
電壓相量圖如圖所示:
表2兩個線圈順串等效電阻實際值r=57ω,測量值r=60.5ω,誤差為6.14%。
兩個線圈順串電感實際值l=0.6h,測量值l=0.571h,誤差為4.83%。
乙個線圈等效電阻實際值r=28ω,測量值為27.5ω,誤差為1.79%。
乙個線圈電感實際值l=0.15h,測量值為0.149h,誤差為0.67%。
六、實驗結論:
在誤差範圍允許內,可使用交流電壓表,電流錶及功率表測量正確交流電路引數(三表法),或只使用交流電壓表,電流錶,也可以測量正確交流電路引數(二表法)。
七、誤差分析:
1.電阻值不恒等電路標出值;
2.導線與導線或導線與原件的節點接觸產生電阻導致誤差;
3.導線本身有電阻,會導致誤差;
4.電源內阻導致誤差;
5. 溫度對電阻有影響,理論上不考慮溫度的影響,所以會導致誤差。
6.儀器本身測量的誤差;
7.顯示器上的數值一直在極小範圍內跳動,無法固定;
8.二表法電壓相量圖是用尺子手工畫的,無法做到非常精確,讀數時也是取估計值。
9.調節電流時,很難調到實驗的要求值,我們往往調到該值附近後就開始實驗。
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