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1、（一）电容器介质损耗及电容量测量一、实验背景电容器是电路中三个最基本的元器件之一。在电路中，作为设计者常需要精确了解电容器的容量和损耗角的大小。测量电 容器的电容量和介质损耗通常有多种方法，本实验采用施加交流电信号，通过与一个标准电容器上的电信号比较，测量出被测 电容器上容量大小和损耗角。该方法还可用于材料、石油、电力以及化工等领域相关参数的测量。二、实验目的1、了解电容器的交流特性参数2、了解比较法测量方法3、了解智能化测量仪器的基础三、实验原理（一）介质损耗测量的基本理论一个实际的元件，如电阻器、电容器和电感器，都不可能是理想的，存在着寄生电容、寄生电感和损耗等。也就是说，个实际的R、L、

2、C元件都含有三个参量：电阻、电感、电容。以电容为例，图1给出了电容器的等效模型。图1电容器等效模型图（a）为理想电容器，阻抗j；图（b）为考虑泄漏和介质损耗时的电容器，阻抗_ R _ .K必己-| _中-!,_.-i _y -|.1十1十印（7 & ；图（C）为高频时考虑泄漏、引线电阻和电感时的电容器，阻抗巳 =（反十飞公 J扣国一女Q1+履芥职1十那成费木。本实验中使用的模型为（b）。通常用品质因数Q来衡量电感器、电容器以及谐振电路的质量，定义为:（1）n 9磁能式电能的最大值 待一周内消耗的能量（1）命=6十*则对图（b）的电容器等效模型而言，其等效导纳为0。，品质因数为:g * 忒 Eg

3、 * 忒 E-就巩2 = 2 3m展Go Go（2）上式中的。和T分别为电容器两端正弦电压的有效值和周期。对电容器而言，常用损耗角和损耗因数 2来衡量其 质量。把导纳T画在复平面上，如图2所示，损耗角，的正切为:QI-.-（3）图2电容器介损示意图损耗因数定义为:(4)当损耗较小时，即，较小时，有:（5）（二）介质损耗测试仪的工作原理c c如图3所示，微处理器控制下的标准信号提供了待测电容和标准电容的激励信号，进而得到了标准介质信号VVCV和待测介损信号，更换不同介损的电容器，可得到不同角度的信号。两路信号经放大、滤波、整形后，可得z z到标准方波和待测方波两个信号，由处理器采集并计算两路信号的相位差。图中的选择器负责将标准信号和待测信号 分时切换到上行测量支路，起到了电路相位自校准作用，得到了电路初始相角差。待测信号经放大、滤波后分支出一支路送入转换电路和转换器TLC2543中，负责测量电容值。阶乱特改 点一JKsist图3介质损耗测试仪原理框图四、实验仪器：智能型介质损耗测试仪、标准电容、待测电容、电阻五、仪器调试要点1、分别将待测电容器和标准电容器与电阻器串联。2、将标准通道测试夹和待测通道测试夹夹在标准电容和待测电容与电阻器连接的端子上。2、接通介质损耗测试仪的电源，运行自测试程序，验证仪器的工作是否正常。3、运行通道检测程序，检测两个通道的固有相差。六、实验内容1

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