测量互感系数报告

两种方法测量互感系数实验报告两种方法测量互感系数实验报告 1 伏安法伏安法 实验原理 实验原理 设互感线圈分别为 L1 L2 则测出 L1 的空载电流 I1 及 L2 支路的开路电压 U2 由公 式 U2 MI1即可求出互感系数 M 其中 为交流电频率 仪器设备 仪器设备 信号发生器 功率放大器 4 采样电阻 示波器 电路连接示意图 电路连接示意图 功率放大器 信号发生器 示波器 电阻 电感L2 电感L1 CH1CH2 连接实物图 连接实物图 实验具体步骤 实验具体步骤 给出一组具体实验 测量距离 11 5cm 交流频率 100KHz 输出电压 10V Step1 调整信号发生器 使输出正弦波 调整 CH1 频率 100KHz 幅度 1V Step2 连接功率放大器 使得输出信号放大 10 倍 则输出电压为 10V 示波器信号发生器 功率放大器 L1 L2 Step3 4 采样电阻 R 与电感 L1 串联 将功率放大器的输出接在 R 与 L1 串联电路的两端 并用示波器 CH1 连接电阻两端 测其电压 VR CH2 连接电感两端 测其电压 VL 注意 VR 与 VL 应共地 即 R 与 L1 相接处接地 CH1 接电阻另一端 CH2 接电感另一端 Step4 读出示波器数值 黄色 CH1 Vpp VR 616mV Freq 100KHz 蓝色 CH2 VL Vpp 10 4V Step5 放置 L2 线圈 中间用非金属物隔离 与 L1 线圈正对距离 11 5cm 测量 L2 的开路电 压 Step6 读出示波器读数 CH1 Vpp 600mV Freq 100KHz CH2 V2 Vpp 2 70V 实验结 果见实验数据 Matlab 编程计算 编程计算 VL 10 4 电感电压V VR 0 616 电阻电压V f 100e3 频率Hz V2 2 70 负载电压V R 4 IL VR R L VL 2 pi f IL M V2 2 pi f IL K M L disp L 10 6 disp M 10 6 disp K 实验数据分析 实验数据分析 具体实验数据 距离 cm 频率 kHz VR VV2 VL uhM uHK 11 51000 6162 70107 4827 900 26 141000 6162 48107 4825 630 24 161000 6161 92107 4819 840 18 181000 6161 62107 4816 740 16 ANSYS 仿真 通过 ANSYS 对电感 L1 L2 进行磁场仿真 下图为仿真模型 51015202530 距离 cm 104 105 106 107 108 109 110 111 L的大小 uH 电感L的变化 51015202530 距离 cm 0 10 20 30 40 50 60 70 M的大小uH 互感M的变化 51015202530 距离 cm 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 K的大小 K的变化 仿真数据仿真数据 仿真结果与实验结果仿真结果与实验结果 M K 的对比 的对比 线为仿真数据 线为实验数据 51015202530 距离 cm 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 K的大小 K的对比 51015202530 距离 cm 0 20 40 60 80 M的大小uH 互感M的变化 实验结论 实验结论 仿真数据与实验数据基本一致 M 误差在 3uH 左右 并随距离的增大误差越来越小 K 误差在 0 02 左右 并随距离的增大误差也越来越小 距离在 15cm 左右 M 在 20uH 左右时 K 约为 0 2 小于 15cm 时 K 大于 0 2 大于 15cm 时 K 小于 0 2 2 串联法串联法 实验原理 实验原理 两个具有互感的线圈串联 若是异名端相连 叫做顺向串联 如上图 a 若是同名端相 连接 叫做反向串联 如上图 b 在交流电路中 顺向串联时电感值 L L1 L2 2M 反 向串联时电感值 L L1 L2 2M 可得 M 1 4 L L 电路连接示意图 电路连接示意图 测电感 电感L2电感L1 测电感 电感L1电感L2 实验过程 实验过程 将电感 L1 L2 分别正向串联与反向串联接在电感测试机器上 读出电感值大小 Step1 设置测量频率 100Khz 顺向串联电感 测得 Ls 275 81uh U U