实验十五-互感电路观测————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验十五互感电路观测执笔人：zht实验成员：班级：自动化二班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N1和N2的任意两端（如2，4端）联在一起，在其中的一个线圈（如N1）两端加一个低压交流电压，另一线圈开路，（如N2），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N1侧施加低压交流电压U1，N2侧开路，测出I1及U2。根据互感电势122MIUEOM；可算得互感系数为图15-1图i112IUM3、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21/kLLM如图15-2，先在N1侧加低压交流电压U1，测出N2侧开路时的电流I1；然后再在N2侧加电压U2，测出N1侧开路时的电流I2，求出各自的自感L1和L2，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0~30V12单相交流电源0~220V13三相自耦调压器14直流数字电压表15直流数字毫安表16直流数字安培表17交流电压表18交流电流表19万用电表或交流毫伏表110空心互感线圈N1为大线圈、N2为小线圈1对DGJ-0411可变电阻器470Ω/3W1DGJ-0512发光二极管红色1DGJ-0513铁棒、铝棒1DGJ-0414*滑线变阻器200Ω，2A1四、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N1、N2同心式套在一起，并放入铁芯。N1侧串入5A量程直流数字电流表，U1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N1侧的电流不超过0.4A，N2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N1和N2两个线圈的同名端。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N1、N2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，N2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，确认后方图15-3图15-3可接通交流电源，令自耦调压器输出一个很低的电压（约2~V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U13，U12，U34，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、4U13=3.7VU12=2VU34=5.5V连接2、3U14=7.3VU12=2VU34=5.5V当连接2、4端时，U13=3.7V，U12=2V，U34=5.5V，UUU123413-，故1、3为同名端。当连接2、3端时，U14=7.3V，U12=2V，U34=5.5V，UUU123414，故1、3为同名端。2、互感系数M的测定拆除2、3连线，测出U1，I1，U2，利用12IUM，计算出M。实验记录：U1/VI1/AU2/VM/H2.150.7885.60.0226图15-43、耦合系数k的测定将低压交流加在N2侧，使流过N2侧电流小于1A，N1侧开路，按步骤2测出U2，I2，U1值。用万用表的R×1档分别测出N1和N2线圈的电阻值R1和R2。计算k值。实验记录:通过||/ZIU，22)(||LRZ计算出L1、L2的值，再通过21/kLLM计算出k的值。要计算L1、L2的值，还可以用功率表测出N1侧的功率因数cos，并得到负载阻抗角φ，然后通过XZLsin||*，LXL便可以算出L1、L2的值。U1/VU2/VI2/AR1/ΩR2/ΩL1/HL2/Hk0.53.10.0652.0115.10.00590.1440.7794、观察互感现象将低压交流加在N1侧，N2侧接入LED发光二极管与510Ω的电阻串联的支路。（1）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。（2）改变两线圈的相对位置，观察LED亮度的变化及仪表读数。（3）改用铝棒代...
