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1、27 测量交流电路等效参数三表法2.7 测量交流电路等效参数-三表法 一、实验目的: 1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。 2. 学会功率表的接法和使用。 二、原理说明: 1. 正弦交流信号激励下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表、 交流电流表及功率表分别测量出元件两端的电压U、流过该元件的电流I和它所消耗的功率P，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法， 是用以测量50Hz交流电路参数的基本方法。 计算的基本公式为： UP， 电路的功率因数 cos IUIP等效电阻 R 2Zcos， 等效电抗 XZsin I阻抗的模Z=或 XXL2fL， XXc
2、1 2pfC 2. 阻抗性质的判别方法：可用在被测元件两端并联电容或将被测元件与电容串联的方法来判别。其原理如下： (1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 若串接在电路中电流表的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减小则为感性。 (b)(a) 图10-1 并联电容测量法 .U.U.图10-1(a)中，Z为待测定的元件，C为试验电容器。(b)图是(a)的等效电路，图中G、B为待测阻抗Z的电导和电纳，B为并联电容C 的电纳。在端电压有效值不变的条件下，按下面两种情况进行分析： 设BBB，若B增大，B也增大，则电路中电流I 将单调地上升，故可判断B为容性元件。 设BBB，若B增大，而B先减小
3、而后再增大，电流I 也是先减小后上升，如图16-2所示，则可判断B为感性元件。 IIZ,由以上分析可见，当B为容性元件时，对并联电 容C值无特殊要求；而当B为感性元件时，B2B时，电流单调上升， 与B为容性时相同，并不能说明电路是感性的。因此 B2B是判断电路性质的可靠条件， 由此得判定条件为C2BB2BBw 图10-2 (2) 与被测元件串联一个适当容量的试验电容，若被测阻抗的端电压下降，则判为容性，端压上升则为感性，判定条件为 12X式中X为被测阻抗的电抗值，C为串wC联试验电容值， 此关系式可自行证明。 判断待测元件的性质，除上述借助于试验电容C测定法外，还可以利用该元件的电流i与电压u
4、之间的相位关系来判断。若i超前于u，为容性；i滞后于u，则为感性。 3. 本实验所用的功率表为智能交流功率表，其电压接线端应与负载并联，电流接线端应与负载串联。 三、实验设备: 序号 1 2 3 4 5 7 8 名称 交流电压表 交流电流表 功率表 自耦调压器 镇流器(电感线圈) 电容器 白炽灯 与40W日光灯配用 4.7F 15W /220V 型号与规格 0500V 5A 数量 1 1 1 1 1 1 3 备注 D33 D32 D34 DG01 DG09 DG09 DG08 四、实验内容: 测试线路如图10-3所示。 1. 按图10-3接线，并经指导教师 检查后，方可接通市电电源。 2. 分
5、别测量15W白炽灯(R)、40W 日光灯镇流器(L) 和4.7F 电容器( C)的 3. 测量L、C串联与并联后的等效参数。 220V*W*AZV等效参数。 图10-3 测量值 被测阻抗 U I P 15W白炽灯R 电感线圈L 电容器C L与C串联 L与C并联 100 100 100 100 100 cos 计算值 Z cos R 电路等效参数 L C (F) (mH) 4. 验证用串、并试验电容法判别负载性质的正确性。 实验线路同图10-3，但不必接功率表，按下表内容进行测量和记录。 串4.7F电容 被测元件 R(三只15W白炽灯) C(4.7F) L(日光灯镇流器) 五、实验注意事项: 1
6、. 本实验直接用市电220V交流电 源供电， 实验中要特别注意人身安全，不可用手直接触摸通电线路的裸露部分，以免触电，进实验室应穿绝缘鞋。 2. 自耦调压器在接通电源前，应将其手柄置在零位上，调节时， 使其输出电压从零开始逐渐升高。每次改接实验线路、换拨黑匣子上的开关及实验完毕，都必须先将其旋柄慢慢调回零位，再断电源。必须严格遵守这一安全操作规程。 3. 实验前应详细阅读智能交流功率表的使用说明书，熟悉其使用方法。 六、预习思考题: 1. 在50Hz的交流电路中，测得一只铁心线圈的P、I和U，如何算得它的阻值及电感量？ 2. 如何用串联电容的方法来判别阻抗的性质？试用I随XC的变化关系作定性分析，证明串联试验时，C满足 并4.7F电容 串前端电压(V) 串后端电压(V) 并前电流(A) 并后电流(A) 100 100 100 1 2X。 wC
