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互感電路的測量的實驗報告

互感電路的測量的實驗報告

  一、實驗目的

  1、學會互感電路同名端、互感係數以及耦合係數的測定方法。

  2、理解兩個線圈相對位置的改變,以及用不同材料作線圈鐵芯時對互感的影響。

  二、原理說明

  1、判斷互感線圈同名端的方法

  (1)直流法

  如圖19-1所示,當開關S閉合瞬間,若毫安表的指標正確,則可斷定“1”,“3”為同名端;指標反偏,則 “1”,“4”為同名端。

  (2)交流法

  如圖19-2所示,將兩個繞組N1和N2的任意兩端(如2,4端)聯在一起,在其中的一個繞組(如N1)兩端加一個低電壓,用交流電壓分別測出端電壓U13、U12和U34。若U13是兩個繞組端壓之差,則1,3是同名端;若U13是兩個繞組端壓之和,則1,4是同名端。

  2、兩線圈互感係數M的測定。

  在圖19-2的N1側施加低壓交流電壓U1,測出I1及U2。根據互感電勢E2M≈U20=MI;可算得互感係數為

  M=U2I1

  3、耦合係數K的測定

  兩個互感線圈耦合鬆緊的程度可用耦合係數K來表示

  K=M/L1L2

  先在N1側加低壓交流電壓U1,測出N1側開路時的電流I1;然後再在N2側加電壓U2,測出N1側開路時的電流I2,求出各自的自感L1和L2,即可算得K值。

  三、實驗裝置

  1、直流電壓、毫安表;

  2、交流電壓、電流表;

  3、互感線圈、鐵、鋁棒;

  4、EEL-06元件(或EEL-18);100Ω/3W電位器,510Ω/8W線繞電阻,發光二極體。

  5、滑線變阻器;200Ω/2A(自備)

  四、實驗內容及步驟

  1、分別用直流法和交流法測定互感線圈的同名端。

  (1)直流法

  實驗線路如圖19-3所示,將N1、N2同心式套在一起,並放入鐵芯。U1為可調直流穩壓電源,調至6V,然後改變可變電阻器R(由大到小地調節),使流過N1側的電流不超過0.4A(選用5A量程的數字電流表),N2側直接接入2mA量程的毫安表。將鐵芯迅速地拔出和插入,觀察毫安表正、負讀數的變化,來判定N1和N2兩個線圈的同名端。

  (2)交流法

  按圖19-4接線,將小線圈N2套線上圈N2中。N1串聯電流表(選0~5A的量程)後接至自耦調壓器的輸出,並在兩線圈中插入鐵芯。

  接通電路源前,應首先檢查自耦調壓器是否調至零位,確認後方可接通交流電源,令自耦調壓器輸出一個很低的電壓(約2V左右),使流過電流表的電流小於1.5A,然後用0~20V量程的交流電壓表測量U13,U12,U34,判定同名端。

  拆去2、4聯線,並將2、3相接,重複上述步驟,判定同名端。

  2、按原理說明2的步驟測出U1,I1,U2,計算出M。

  3、將低壓交流加在N2側,N1開路,按步驟2測出U2,I1,U1。

  4、用萬用表的R×1檔分別測出N1和N2線圈的電阻值R1和R2。

  5、觀察互感現象

  在圖19-4的N1側接入LED發光二極體與510Ω串聯的支路。

  (1)將鐵芯慢慢地從兩線圈中抽出和插入,觀察LED亮度的變化及各電錶讀數的變化,記錄現角。

  (2)改變兩線圈的相對位置,觀察LED亮度的'變化及儀表讀數。

  (3)改用鋁棒代替鐵棒,重複(1),(2)的步驟,觀察LED的亮度變化,記錄現象。

  五、實驗注意事項

  1、整個實驗過程中,注意流過線圈N1的電流不超過1.5A,流過線圈N2的電流不得超過1A。

  2、測定同名端及其他測量資料的實驗中,都應將小線圈N2套在大線圈N1中,並行插入鐵芯。

  3、如實驗室各有200Ω,2A的滑線變阻器或大功率的負載,則可接在交流實驗時的N側。

  4、實驗前,首先要檢查自耦調壓器,要保證手柄置在零位,因實驗時所加的電壓只有2~3V左右。因此調節時要特別仔細,小心,要隨時觀察電流表的讀數,不得超過規定值。

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