三表法测量电路参数实验

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：通过实验更进一步理解电压三角形和阻抗三角形各量之间的关系。

一、实验目的

（1）进一步熟悉交流电压表、电流表，自耦变压器和功率表的连接和使用。

（2）学会用电压表、电流表、功率表测定交流电路中未知阻抗元件（线圈参数）的方法。

（3）掌握用直流法测定线圈的直流电阻值，并进行直流电阻与交流电阻差别的比较。

（4）通过实验更进一步理解电压三角形和阻抗三角形各量之间的关系。

二、实验仪器与设备

（1）自耦调压器1台。

（2）直流稳压电源1台。

（3）交流电压表1只。

（4）交流电流表1只。

（5）单相功率表1只。

（6）线圈1只。

（7）滑线变阻器1只。

三、实验电路原理图（图1）

图3　功率表面板

（2）按实验原理图接好实验电路，请指导教师检查之后，再接通电源。

（3）注意正确使用调压器：接通电源前调压器手轮应放在“零”位，电压接通后，徐徐调节手轮，注意观察电压表，使输出电压调节至160V （第二次调节至180V，第三次调节至200V）。

（4）同时观察功率表和电流表在三个电压下的不同数值。

（5）将每次实验数据U、I、P记录在自制表格中。

（6）按实验数据计算出每次实验的|Z|、r、XL、L、cosφ之值。

（7）将三次电源电压下所测得的数值的平均值算出，确定为空芯线圈参数r、L。

（8）直流法测线圈发热电阻值。

（9）在线圈中插入铁芯，重新测量其交流、直流电阻值。

用直流电源测线圈发热电阻时，选择直流稳压电源的电压值为15V （或30V），将电感线圈连接在电源两端上，由于直流下电感线圈的感抗等于零，所以直流电压与直流电流的比值即为线圈的发热电阻值。将此值与交流测试时算出来的发热电阻值相比较。

六、思考题

（1）实验线路中，为什么电压表和功率电压线圈都要采用前接法（即带＊号的接在火线端）的连接方式？

（2）为何空芯线圈的直流电阻值和交流电阻值很接近？而有铁芯时它们却相差较大？

（略）

图1　用电压表、电流表、功率表测电路参数

四、实验原理

1.实验电路中的电压三角形和阻抗三角形

工频情况下的交流电阻值与直流电阻应稍有差异，一般用 “R～”表示，直流法情况下测得的电阻值称为直流电阻，一般用“R-”表示。各电压之间关系可用电压相量三角形表示，各阻抗之间的关系可用阻抗三角形表示，如图2所示。