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交流電路參數(shù)的測定三表法的實(shí)驗(yàn)原理

發(fā)布時間:2008/9/17 0:00:00 訪問次數(shù):4879

  1.交流電路元件的等值參數(shù)r,l,c可以用交流電橋直接測得,也可以用交流電壓表、交流電流表和功率表分別測量出元件兩端的電壓u、流過該元件的電流i和它消耗的功率p,然后通過計(jì)算得到。后一種方法稱為“三表法”。“三表法”是用來測量50hz頻率交流電路參數(shù)的基本方法。

  如被測元件是一個電感線圈,則由關(guān)系

  可得其等值參數(shù)為

同理,如被測元件是一個電容器,可得其等值參數(shù)為

  2.阻抗性質(zhì)的判別方法。如果被測的不是一個元件,而是一個無源一端口網(wǎng)絡(luò),雖然從u,i,p三個量,可得到該網(wǎng)絡(luò)的等值參數(shù)為r=|z|cos,x=|z|sin,但不能從x的值判斷它是等值容抗,還是等值感抗,或者說無法知道阻抗幅角的正負(fù)。為此,可采用以下方法進(jìn)行判斷。

  (1)在被測無源網(wǎng)絡(luò)端口(入口處)并聯(lián)一個適當(dāng)容量的小電容。在一端口網(wǎng)絡(luò)的端口再并聯(lián)一個小電容c'時,若小電容c'=zsinr,a,視其總電流的增減來判斷。若總電流增加,則為容性;若總電流減小,貝刂為感性。圖1(a)中,z為待測無源網(wǎng)絡(luò)的阻抗,c'為并聯(lián)的小電容。圖1(b)是圖1(a)的等效電路,圖中g(shù),b為待測無源網(wǎng)絡(luò)的阻抗z的電導(dǎo)和電納,b'為并聯(lián)小電容c'的電納。在端電壓有效值不變的條件下,按下面兩種情況進(jìn)行分析:

  ①設(shè)b+b'=b",若b'增大,b"也增大,則電路中電流i單調(diào)地增大,故可判斷b為容性。

 、谠O(shè)b+b'=b",若b'增大,而b"先減小再增大,則電流i也是先減小再增大,如圖2所示,則可判斷b為感性。

由以上分析可見,當(dāng)b為容性時,對并聯(lián)小電容的值c'無特殊要求;而當(dāng)b為感性時,b'<|2b|才有判定為感性的意義。b'>|2b|時,電流單調(diào)增大,與b為容性時相同,但并不能說明電路是感性的。因此,b'<|2b|是判斷電路性質(zhì)的可靠條件。由此可得定條件為


圖1 阻抗與導(dǎo)納變換示意圖 圖2 負(fù)載并聯(lián)電容后電流變化示意圖

(2)在被測無源網(wǎng)絡(luò)的入口串聯(lián)一個適當(dāng)容量的電容c'。若被測網(wǎng)絡(luò)的端電壓下降,則判為容性電路;反之,若端電壓上升,則判為感性電路。判定條件為,式中x為被測網(wǎng)絡(luò)的電抗,c'為串聯(lián)電容的值。

(3)用“三壓法”測φ,進(jìn)行判斷。在原一端口網(wǎng)絡(luò)入口處串聯(lián)一個電阻r,如圖3(a)所示,向量如圖3(b)所示,由圖可得r,z串聯(lián)后的阻抗角φ為

測得u,ur,uz,即可求得φ



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  1.交流電路元件的等值參數(shù)r,l,c可以用交流電橋直接測得,也可以用交流電壓表、交流電流表和功率表分別測量出元件兩端的電壓u、流過該元件的電流i和它消耗的功率p,然后通過計(jì)算得到。后一種方法稱為“三表法”!叭矸ā笔怯脕頊y量50hz頻率交流電路參數(shù)的基本方法。

  如被測元件是一個電感線圈,則由關(guān)系

  可得其等值參數(shù)為

同理,如被測元件是一個電容器,可得其等值參數(shù)為

  2.阻抗性質(zhì)的判別方法。如果被測的不是一個元件,而是一個無源一端口網(wǎng)絡(luò),雖然從u,i,p三個量,可得到該網(wǎng)絡(luò)的等值參數(shù)為r=|z|cos,x=|z|sin,但不能從x的值判斷它是等值容抗,還是等值感抗,或者說無法知道阻抗幅角的正負(fù)。為此,可采用以下方法進(jìn)行判斷。

 。1)在被測無源網(wǎng)絡(luò)端口(入口處)并聯(lián)一個適當(dāng)容量的小電容。在一端口網(wǎng)絡(luò)的端口再并聯(lián)一個小電容c'時,若小電容c'=zsinr,a,視其總電流的增減來判斷。若總電流增加,則為容性;若總電流減小,貝刂為感性。圖1(a)中,z為待測無源網(wǎng)絡(luò)的阻抗,c'為并聯(lián)的小電容。圖1(b)是圖1(a)的等效電路,圖中g(shù),b為待測無源網(wǎng)絡(luò)的阻抗z的電導(dǎo)和電納,b'為并聯(lián)小電容c'的電納。在端電壓有效值不變的條件下,按下面兩種情況進(jìn)行分析:

  ①設(shè)b+b'=b",若b'增大,b"也增大,則電路中電流i單調(diào)地增大,故可判斷b為容性。

  ②設(shè)b+b'=b",若b'增大,而b"先減小再增大,則電流i也是先減小再增大,如圖2所示,則可判斷b為感性。

由以上分析可見,當(dāng)b為容性時,對并聯(lián)小電容的值c'無特殊要求;而當(dāng)b為感性時,b'<|2b|才有判定為感性的意義。b'>|2b|時,電流單調(diào)增大,與b為容性時相同,但并不能說明電路是感性的。因此,b'<|2b|是判斷電路性質(zhì)的可靠條件。由此可得定條件為


圖1 阻抗與導(dǎo)納變換示意圖 圖2 負(fù)載并聯(lián)電容后電流變化示意圖

(2)在被測無源網(wǎng)絡(luò)的入口串聯(lián)一個適當(dāng)容量的電容c'。若被測網(wǎng)絡(luò)的端電壓下降,則判為容性電路;反之,若端電壓上升,則判為感性電路。判定條件為,式中x為被測網(wǎng)絡(luò)的電抗,c'為串聯(lián)電容的值。

(3)用“三壓法”測φ,進(jìn)行判斷。在原一端口網(wǎng)絡(luò)入口處串聯(lián)一個電阻r,如圖3(a)所示,向量如圖3(b)所示,由圖可得r,z串聯(lián)后的阻抗角φ為

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