磁耦合线圈同名端的判别及其参数的电子测量法

学号： xxxxxxxx 日期： 2014.2.24 地点： 东3-208 课程名称： 电路原理实验（甲）Ⅱ 指导老师： xxx 成绩：__________________ 实验名称：磁耦合线圈同名端的判别及其参数的电子测量法 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的

1.掌握磁耦合线圈的工作原理，以及影响磁耦合大小的因素； 2.学习磁耦合线圈同名端的判别方法；

3.了解耦合线圈电阻、自感和互感系数的测量方法； 4.掌握谐振法（或Q表法）测量自感和互感系数的原理； 5.了解空心线圈或线性变压器等效电路模型及其参数的测量；

装 6.观察负载变化对一次线圈电流的影响，理解电能量传输效率。

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二、实验原理

1.同名端的确定：将两个绕组任意两端连在一起，在其中一个绕组加一个低的便于测量的交流电压，分别用交流电压表测量1、3两端的电压，若

线 U>max(U1,U2),1、3为同名端。若U2.测定互感线圈直流电阻R1、R2和自感L1、L2。直接用万用表可以测量直流电阻R1、R2，外加交流电

22源，用伏安法测出电压，电流，可以得出Z= ,L=ZR/.

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jMI,用开路电压法测量互感系数M, 一端外加交流电3.交流电路中耦合电感线圈互感系数的测量：U12压，测出电流，另一端开路，并测出电压，通过计算得出互感系数。

4.4M法测互感系数：将电感分别正接，反接接入电路中，分别测出电压，电流，并有：

P.2

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三、实验接线图

图1 同名端判别接线图

图2 开路电压法接线图

图3 互感系数测量接线图

图4 正接法

图5 反接法

四、实验设备

1、交流单相0～250V可调电源；

2、 DG11单相变压器， 选择220V/16V变比输出；

3、DG10互感线圈，其中外线圈L最大允许电流为500mA，内线圈L2最大允许电流为300mA，直流电阻约为15~25Ω。

五、实验步骤

1.同名端的确定：将两个绕组任意两端连在一起，在其中一个绕组加一个低的便于测量的交流电压，分别用交流电压表测量1、3两端的电压，记录实验数据。

2.测定互感线圈直流电阻R1、R2和自感L1、L2。直接用万用表可以测量直流电阻R1、R2，外加交流电

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源，用伏安法测出电压，电流，记录相应实验数据.

jMI,用开路电压法测量互感系数M, 一端外加交流电3.交流电路中耦合电感线圈互感系数的测量：U12压，测出电流，另一端开路，并测出电压，记录数据。

4.4M法测互感系数：将电感分别正接，反接接入电路中，分别测出电压，电流，调节电压，使得I1I2，记录此时的电压，电流值。

5.交流电阻的测量：用三表法测量间接交流电阻，外加交流电源的情况下，分别记录电感上的电压，电流，功率以及功率因数。

六、实验数据记录

表1 同名端判断数据表 项目 电压 U/V 2.72 0.53 U1/V U2/V 1-3相连 1-4相连

表2直流电阻的测量数据表 2.40 2.38 0.17 0.13 R1/ 17.4 24.0 R2/ 表3 自感系数的测量数据表 U1/V 2.47

I1/A 0.086 U2/V 2.60 I2/A 0.105 P.4

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表4 开路电压法测量互感系数实验数据表 次数 I1/A U1/V I2/A U2/V 项目 1 2 3 0.39 0.56 0.51 0.086 0.125 0.116 0.50 0.62 0.70 0.108 0.137 0.155

表5 4M法测量互感系数实验数据表 U正/V U反/V I/A 0.066 3.60

表6 三表法测交流电阻实验数据表 电感 U/V 项目 2.79 I/A W/w  L1 L2 2.78 2.73 0.096 0.115 0.13 0.27 L0.53 L0.92 七、实验数据分析

（1）同名端判断：由于U>max(U1,U2),因此判断1-3为同名端。另外实验也测定了1-4连接时的情况，证实1-4为异名端。

（2）由实验数据可得R117.4，R224.0。

U22L1（1）-R1/0.0728HI1U22L2（2）-R2/I2 L2的实验数据无法计算出，因为Z的阻抗值小于电阻。

U （3） MI 根据六组实验数据计算平均值M=4.5H

1U正-U反 （4）根据4M法测得数据计算得：M1*（L-L-）*（）3.1H

44I (5)交流电阻的阻值R15.4,R21.8

12P.5

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八、实验结论

不同的实验方法得出的测量结果都存在一定的误差，本实验得到的结果差异较大。且L2的数据出现问题，导致无法计算，可能原因是实验操作出现问题或是记录了错误的数据，否则阻抗Z不小于电阻R。另外4M法和开路电压法得出的互感系数误差也较大，应该根据具体的实验条件选择准确度更高的方法。直流电阻与交流电阻相差不大，主要是因为交流频率还较小。