交流电路基本测量

交流电路基本测量实验目的

实验原理

实验仪器

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实验结果分析

实验相关知识

实验标准报告

实验目的学习并掌握常用交流仪表的使用方法。掌握测量交流元件参数的基本方法。掌握单相调压器的原理及使用方法。实验原理三表法（电压表、电流表、功率表）测量交流参数电阻器、电容器参数的测量元件参数电路 电阻器、电容器和电感线圈是交流电路中常用的元件。在低频时，如滑线电阻，其导线中的电感及匝间的分布电容可以忽略，看成纯电阻；电容的引线电感及介质损耗均可忽略，可以看作纯电容。图5.7.1测定二端元件参数电路

纯电阻器和电容器的测量电路见图5.7.1。相比较而言，由于电感线圈是可以等效成电感与电阻的串联。因此，其参数的测量稍有不同。 在正弦稳态时，电阻的电压与电流同相位，关系为：

电阻器吸收的平均功率为： 根据上述电压、电流与功率的关系，通过图5.7.1的实验电路，可测定电阻器的阻值。

在正弦稳态时，电容的电压相量滞后电流相量90°,其电压与电流的关系为：

(I、U读数为有效值)。 电容器吸收的平均功率为零。通过图5.7.1电路可测得电容参数电感线圈参数的测定 在低频时，电感线圈的匝间分布电容可以忽略，它的等效参数由电感线圈的导线电阻和电感L组成：。 通过图5.7.1电路可测得电压U、电流I及功率P后，经下列公式计算，可获取相应的电感线圈的参数。三电压表法测定电感线圈的参数 将电感线圈与一个可变电阻器串联，其测量电路如图5.7.2所示。选取适当的电阻值，测出电压U、U1、U2，以及电流I的值。根据电路中各电压间的相量关系如图5.1.3所示，可求得:图5.7.2三电压表法电路阻抗抗参参数数的的测测定定与与电电抗抗性性质质的的测测定定电阻阻器器、、电电容容器器及及电电感感线线圈圈串串联联后后，，其其复复阻阻抗抗为为：：通过过图图5.7.1的电电路路测测量量，，测测得得U、I、P的值值，，通通过过计算算得得到到和和X的值值。。电电抗抗X的正正负负可可根根据据XL和XC的大小小决决定定。。若XL>XC，则则复复阻阻抗抗为为感感性性，，否否则则复复阻阻抗抗为为容容性性。。实验仪器器电工实验验台1台自耦调压压变压器器1只交流电流流表1只交流电压压表3只单相功率率表1只滑线电阻阻器1只电感线圈圈1只可调电容容相1只电工实验验台自耦调调压变变压器器交流电电流表表交流电电压表表单相功功率表表滑线电电阻器器电感线线圈可调电电容箱箱实验步步骤定值电电阻器器的测测量用图5.7.1所示电电路，，测定定电阻阻器的的电阻阻值。。调节节自耦调压压变压压器的的输出出电压压，使使电流流表的的读数数为0.50A、0.75A、1.0A时，测测出U、P后，分分别由由R=U/I及R=U2/P计算出出电阻阻的阻阻值，，并加加以比比较。。I/AU/VP/WR=U/I/ΩR=U2/P/Ω0.50.751.0测定电电容器器的电电容值值，并并观察察功率率表有有无读读数调节自自耦调调压变变压器器的输输出电电压，，使电电压表表的读数分分别180V、200V、220V，测量量I和P，计算算电容器器的电电容值值。U/VI/AP/WC/μF180200220测定电电感器器的电电感量量调节调调压器器的输输出电电压，，使电电流表表的读读数分分别为为0.50A、0.75A、1.0A时。测测量U和P，计算算电感感器的的阻抗值值。I/AU/VP/WrL

/ΩL/H0.50.751.0复阻抗抗的测测定将任务务1—3的负载载（电电阻器器、电电容器器和电电感器器）串联后后作为为复阻阻抗，，调节节调压压器的的输出出电压压，使使电流流表的读读数分分别为为0.50A、0.75A、1.0A，测量量复阻阻抗的的总功率率、总总电压压、电电阻器器电压压、电电容器器电压压和电电感器器电压。。I/AP/WU/VUR/VUC/VUL/VZ=R+jX0.50.751.0用三电压表表法测测量电电感器器的电电感量量按图5.7.2接线（（电感感器内内的铁铁芯位位置与与任务务3一致），，调节节调压压器使使电流流表的的读数数分别别为0.5A、0.75A、1.0A时测量量调压压器输输出电电压U、电阻器器电压压U1和电感感器电电压U2。I/AU/VU1/VU2/VR/ΩL/H0.50.751.0实验报报告要要求计算电电阻器器阻值值、电电容器器的电电容量量、电电感器器的内内阻和和电感感量、、复阻阻抗的的阻抗抗值。。根据任任务4测量所所得的的数，，画出出U、UR、UC、UL与I的相量量图。。实验现现象当负载载为电电阻、、电感感和复复阻抗抗时，，随着着电流流增大大，功功率表表的读读数增增大。。当负载载为电电容时时，功功率表表的读读数为为零。。实验结结果分分析在用三三表法法测量量的负负载的的交流流参数数时，，是否否可用用功率率因数数表代代替功功率表表？为为什么么？答：可可以用用功率率因数数表代代替功功率表表，因因为除本实实验任任务4的方法法外，，还可可以用用什么么方法法测定定负载载的性性质？？如有有，请请详细细说明明。答：可可以用用并联联适当当电容容的方方法测测定负负载的的性质质。并并联电电容后后总电电流减减小，，则负负载为为感性性；总总电流流增大大，则则负载载为容容性。。实验相相关知知识预习知知识及及要求求相关知知识点点注意事事项预习要要求掌握阻阻抗、、阻抗抗角及及相位位差的的概念念预习交交流电电流表表、交交流电电压表表、单单相功功率表表及自自耦变变压器器的使使用方方法。。相关知知识点点电阻及及其交交流参参数电感及及其交交流参参数电容及及其交交流参参数电路的的交流流参数数电路中中的功功率注意事事项分清电电源的的相线线和中中线。。电源合合上前前，必必须将将调压压器的的输出出调至至零位位，可可调电电容箱箱的电电容量量至零零。通通电后后，从从零开开始增增加输输出电电压；；使用用完毕毕后，，先将将输出出电压压调至至零位位，然然后断断开电电源。。实验过过程中中，电电感器器内的的铁芯芯位置置应保保持不不变。。严禁带带电改改接线线路。。实验时时，身身体的的任何何部位位，不不能接接触金金属裸裸露部部分，以免免造成成伤害害事故故。实验标标准报报告一、实实验目目的学习并并掌握握常用用交流流仪表表的使使用方方法。。掌握测测量交交流元元件参参数的的基本本方法法。掌握单相调调压器的原原理及使用用方法。二、实验内内容用三电表法法测量定阻阻电阻的交交流参数。。用三电表法法测量电容容的交流参参数。用三电表法法测量电感感线圈的交交流参数。。用三电表法法测量复阻阻抗的交流流参数，并并判断阻抗抗性质。用三电压表表法测量电电感线圈的的内阻和电电感量。三、实验仪仪器电工实验台台1台单相调压器器1只交流电流表表1只交流电压表表1只单相功率表表1只滑线电阻器器1只电感线圈1只可调电容相相1只四、实验用用详细电路路图1．三电表法法测量电路路2.三电压表法测测量电路五、实验原原理及计算算公式1．电阻：在正弦稳态态时，电阻阻的电压与与电流同相相位，关系为：。。电阻器吸收收的平均功功率为：2．电容：在正弦稳态态时，电容容的电压相相量滞后电电流相量90°，其电压与电电流的关系系为：(I、U读数为有效效值)。电容器吸收收的平均功功率为零，，因此。3.电感：在低频时，，电感线圈圈的匝间分分布电容可可以忽略，它的等等效参数由由电感线圈圈的导线电电阻和电感感L组成：。。经下下列公式计计算，可获取相应应的电感线线圈的参数数。4．三电压表表法测量电电感线圈参参数5．阻抗参数数的测定与与电抗性质质的测定电阻器、电电容器及电电感线圈串串联后，其其复阻抗为：通过计算得得到和X的值。电抗抗X的正负可根根据XL和XC的大小决定定。若XL>XC，则复阻抗抗为感性，，否则复阻抗为为容性。六、实验数数据记录表5.7.1定值电阻器器的测量I/AU/VP/W/Ω/Ω0.551.425.8102.8102.40.757757.6102.7102.91.0102.9102102.9103.8表5.7.2电容器测量量U/VI/AP/WC/1800.6872.012.152000.7632.212.152200.8342.812.07表5.7.3电感器的测测量I/AU/VP/WRL/ΩL/H0.5503.514.00.3150.75827.813.80.341.0120.812.812.80.38表5.7.4复阻抗的测测量I/AP/WU/VUR/VUC/V