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交流電路參數的測定三表法的實驗原理

發布時間:2008/9/17 0:00:00 訪問次數:4751

  1.交流電路元件的等值參數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頻率交流電路參數的基本方法。

  如被測元件是一個電感線圈,則由關系

  可得其等值參數為

同理,如被測元件是一個電容器,可得其等值參數為

  2.阻抗性質的判別方法。如果被測的不是一個元件,而是一個無源一端口網絡,雖然從u,i,p三個量,可得到該網絡的等值參數為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。為此,可采用以下方法進行判斷。

  (1)在被測無源網絡端口(入口處)并聯一個適當容量的小電容。在一端口網絡的端口再并聯一個小電容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為待測無源網絡的阻抗,c'為并聯的小電容。圖1(b)是圖1(a)的等效電路,圖中g,b為待測無源網絡的阻抗z的電導和電納,b'為并聯小電容c'的電納。在端電壓有效值不變的條件下,按下面兩種情況進行分析:

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

  ②設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b為容性時,對并聯小電容的值c'無特殊要求;而當b為感性時,b'<|2b|才有判定為感性的意義。b'>|2b|時,電流單調增大,與b為容性時相同,但并不能說明電路是感性的。因此,b'<|2b|是判斷電路性質的可靠條件。由此可得定條件為


圖1 阻抗與導納變換示意圖 圖2 負載并聯電容后電流變化示意圖

(2)在被測無源網絡的入口串聯一個適當容量的電容c'。若被測網絡的端電壓下降,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為被測網絡的電抗,c'為串聯電容的值。

(3)用“三壓法”測φ,進行判斷。在原一端口網絡入口處串聯一個電阻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頻率交流電路參數的基本方法。

  如被測元件是一個電感線圈,則由關系

  可得其等值參數為

同理,如被測元件是一個電容器,可得其等值參數為

  2.阻抗性質的判別方法。如果被測的不是一個元件,而是一個無源一端口網絡,雖然從u,i,p三個量,可得到該網絡的等值參數為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。為此,可采用以下方法進行判斷。

  (1)在被測無源網絡端口(入口處)并聯一個適當容量的小電容。在一端口網絡的端口再并聯一個小電容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為待測無源網絡的阻抗,c'為并聯的小電容。圖1(b)是圖1(a)的等效電路,圖中g,b為待測無源網絡的阻抗z的電導和電納,b'為并聯小電容c'的電納。在端電壓有效值不變的條件下,按下面兩種情況進行分析:

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

  ②設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b為容性時,對并聯小電容的值c'無特殊要求;而當b為感性時,b'<|2b|才有判定為感性的意義。b'>|2b|時,電流單調增大,與b為容性時相同,但并不能說明電路是感性的。因此,b'<|2b|是判斷電路性質的可靠條件。由此可得定條件為


圖1 阻抗與導納變換示意圖 圖2 負載并聯電容后電流變化示意圖

(2)在被測無源網絡的入口串聯一個適當容量的電容c'。若被測網絡的端電壓下降,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為被測網絡的電抗,c'為串聯電容的值。

(3)用“三壓法”測φ,進行判斷。在原一端口網絡入口處串聯一個電阻r,如圖3(a)所示,向量如圖3(b)所示,由圖可得r,z串聯后的阻抗角φ為

測得u,ur,uz,即可求得φ



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