电路分析实验一+解答.doc

电路分析实验研讨报告 实验目的 学会互感电路同名端、互感系数及耦合系数的测定方法。 理解两个线圈相对位置的改变，以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。 实验原理 1．判断互感线圈同名端的方法 （1）直流法 如图1-1所示，当开关S闭合瞬间，若毫安表的指针正偏，则可断定“1”、“3”为同名端；指针反偏，则“1”、“4”为同名端。 图1-1 假设“1”“3”为同名端，那么，当N2中放入细铁棒 0 0 直流电流表的显示数字正值变大（毫安表的指针正偏）；所以当直流电流表的显示数字正值变大可以证明“1”“3”为同名端。 S闭合的瞬间，i增大，所以。 ①若毫安表的指针正偏。 ∴电流从3流入。 ∴1,3为同名端。 ②若毫安表的指针反偏。 ∴电流从4流入。 ∴1,4为同名端。 （2）交流法 如图1-2所示，将两个线圈N1与N2的任意两端（如2、4端）联在一起，在其中的一个绕组（如N1）两端加一个低电压，另一个绕组（如N2）开路，用交流电压表分别测出端电压U13、U12和U34。若U13是两个绕组端压之差，则1、3是同名端；若U13是两绕组端电压之和，则1、4是同名端。 图1-2 ①设1、3是同名端。 KVL： ②设1、4是同名端。 KVL： 2．两线圈互感系数M的测定 在图1-2的N1测施加低压交流电压U12，测出I1及U34。可算得互感系数。 M： 耦合系数K的测定 两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数K来表示：，如图1-2，先在N1侧加低压交流电压，测出N2侧开路时的电流；再在N2侧加电压，测出N1开路时的电流，求出各自的自感L1和L2，即可算得K值。 K： 同理求得。 实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 数字直流电压表 0～200V 1 D31 2 数字直流电流表 0～200mA 2 D31 3 交流电压表 0～500V 1 D32 4 交流电流表 0～5A 1 D32 5 空心互感线圈 N1为大线圈，N2为小线圈 1对 DG08 6 自耦调压器 1 DG01 7 直流稳压电源 0～30V 1 DG04 8 电阻器 30?/8W 510?/2W 各1 DG09 9 发光二极管 红或绿 1 DG09 10 粗、细铁棒、铝棒 各1 11 变压器 36/220V 1 DG08 实验内容 分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名端。 直流法 实验线路如图1-3所示，先将N1和N2两线圈的四个端子编以1、2和3、4号。将N1，N2同心地套在一起，并放入细铁棒。U为可调直流稳压电源，调至10V。流过N1侧的电流不可超过0.4A（选用量程为5A的数字电流表）。N2侧直接接入2mA量程的毫安表。将铁棒迅速地拔出和插入，观察毫安表读数正、负的变化，来判定N1和N2两个线圈的同名端。 图1-3 直流法测定互感线圈同名端记录表 铁棒 毫安表状态 插入 — 拔出 + 结论：1,4为同名端。 （2）交流法 本方法中，由于加在N1上的电压仅2V左右，直接用屏内调压器很难调节，因此采用图1-4的线路来扩展调压器的调节范围。图中W、N为主屏上的自耦调压器的输出端，B为DG08挂箱中的升压铁芯变压器，此处作降压用。将N2放入N1中，并在两线圈中插入铁棒。A为2.5A以上量程的电流表，N2侧开路，2、4相连。 图1-4 用0～30V量程的交流电压表测量U13、U12和U34，判定同名端。 直流法测定互感线圈同名端记录表 0.6v 1.7v 2.3v 结论：在误差允许范围之内， 。说明1,4为同名端。 拆除2、4连线，测出U12，I1及U34，计算出M。 测定线圈互感系数M记录表 0.6V 0.23 A 1.7 V M 0.197 结论：在误差允许的范围内，线圈互感系数M的值约为0.0217 将低压交流加在N2侧，使流过N2侧电流小于1A，N1侧开路，按步骤2测出U12，I2及U34。 交流反向记录表 0.2V 1.2V 0.18A 用万用表的R1档分别测出N1和N2线圈的电阻值R1和R2，计算k值。 R1 2.0 R2 14 K 0.934 结论：在误差允许的范围内，耦合系数K的值约为0.934. 观察互感现象 在图1-4的N2侧接入LED发光二极管与510?串联的支路。 将铁棒慢慢地从两线圈中抽出和插入，观察LED亮度的变化入各电表读数的变化，记录现象。 铁芯互感现象记录表 铁棒 拔出 插入 LED灯亮度 变暗 变亮 电流表