实验十五互感电路观测..docVIP

实验十五 互感电路观测 实验十五 互感电路观测 一、实验目的 1、学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。 2、观察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。 二、原理说明 1、判断互感线圈同名端的方法 （1）直流法 如图15-1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。 （2）交流法 如图15-2所示，将两个线圈和的任意两端（如2，4端）联在一起，在其中的一个线圈（如）两端加一个低压交流电压，另一线圈开路，（如），用交流电压表分别测出端电压、和。若是两个绕组端压之差，则1，3是同名端；若是两个绕组端压之和，则1，4是同名端。 2、两线圈互感系数M的测定。 如图15-2，在侧施加低压交流电压，侧开路，测出及。根据互感电势；可算得互感系数为 3、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15-2，先在侧加低压交流电压，测出侧开路时的电流；然后再在侧加电压，测出侧开路时的电流，求出各自的自感和，即可算得k值。 三、实验设备 序号 名 称 型号规格 数量 备 注 1 可调查直流稳压电源 0~30V 1 2 单相交流电源 0~220V 1 3 三相自耦调压器 1 4 直流数字电压表 1 5 直流数字毫安表 1 6 直流数字安培表 1 7 交流电压表 1 8 交流电流表 1 9 万用电表或交流毫伏表 1 10 空心互感线圈 N1为大线圈、N2为小线圈 1对 DGJ-04 11 可变电阻器 470Ω/3W 1 DGJ-05 12 发光二极管 红色 1 DGJ-05 13 铁棒、铝棒 1 DGJ-04 14 *滑线变阻器 200Ω，2A 1 四、实验内容及步骤 1、分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名端。 （1）直流法 实验线路如图15-3所示，将、同心式套在一起，并放入铁芯。侧串入5A量程直流数字电流表，为可调直流稳压电源，调至6V，然后改变可变电阻器R（由大到小地调节），使流过侧的电流不超过0.4A，侧直接接入2mA量程的毫安表。将铁芯迅速地拔出和插入，观察毫安表正、负读数的变化，来判定和两个线圈的同名端。 实验记录：当铁芯插入时，毫安表读数为正；铁芯拔出时，毫安表读数为负，说明1、3是同名端。 （2）交流法 按图15-4接线，将、同心式套在一起。N1串接电流表（选0~2.5A的量程交流电流表）后接至自耦调压器的输出，侧开路，并在两线圈中插入铁芯。 接通电路源前，应首先检查自耦调压器是否调至零位，确认后方可接通交流电源，令自耦调压器输出一个很低的电压（约2左右），使流过电流表的电流小于1.5A，然后用0~30V量程的交流电压表测量，，，判定同名端。 拆去2、4联线，并将2、3相接，重复上述步骤，判定同名端。 实验记录： 连接2、4 =3.7V =2V =5.5V 连接2、3 =7.3V =2V =5.5V 当连接2、4端时，=3.7V，=2V，=5.5V，，故1、3为同名端。当连接2、3端时，=7.3V，=2V，=5.5V，，故1、3为同名端。 2、互感系数M的测定 拆除2、3连线，测出，，，利用，计算出M。 实验记录： /V /A /V M/H 2.15 0.788 5.6 0.0226 3、耦合系数k的测定 将低压交流加在侧，使流过侧电流小于1A，侧开路，按步骤2测出，，值。用万用表的R×1档分别测出和线圈的电阻值和。计算k值。 实验记录: 通过，计算出、的值，再通过计算出k的值。 要计算、的值，还可以用功率表测出侧的功率因数，并得到负载阻抗角φ，然后通过，便可以算出、的值。 /V /V /A /Ω /Ω /H /H k 0.5 3.1 0.065 2.01 15.1 0.0059 0.144 0.779 4、观察互感现象 将低压交流加在侧，侧接入LED发光二极管与510Ω的电阻串联的支路。 将铁芯从两线圈中抽出和插入，观察LED亮度的变化及各电表读数的变化，记录现象。 改变两线圈的相对位置，观察