電路分析基礎實驗 4.5互感電路觀測

互感電路觀測課程：電路分析基礎實驗（電路與電子線路實驗1）呂偉鋒、盧振洲互感電路觀測學會觀測交流電路中的互感現(xiàn)象；學會互感線圈同名端、互感系數(shù)、耦合系數(shù)的測定。一.實驗目的

互感電路觀測二.實驗儀器

互感電路觀測三.實驗原理耦合電感是耦合線圈的電路模型，它具有記憶功能。一般情況下，耦合線圈由多個線圈組成。理想耦合線圈即耦合電感應該用三個參數(shù)L1、L2和

M

來表征（M

稱為互感系數(shù)）。圖4.5.1耦合線圈及其各電壓、電流和磁通的參考方向互感電路觀測三.實驗原理為了表征耦合電感中線圈之間的關系，也為了簡化線圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)?？捎谩巴恕眮碇庇^地表征其耦合關系。判斷同名端的方法可分為：直流法和交流法。圖4.5.2直流法判定同名端圖4.5.3交流法判定同名端

互感電路觀測三.實驗原理耦合系數(shù)

K

是用來衡量兩個線圈耦合的程度。其測量的方法可分為以下兩種。方法一：分別測量兩線圈的自感系數(shù)

L

和互感系數(shù)

M，再由下式即可求得

K。

互感電路觀測三.實驗原理方法二：在L1側(cè)施加低壓交流電V1，L2側(cè)開路，V2k為其開路電壓。同樣在L2

側(cè)施加低壓交流電V2，L1側(cè)開路，V1k為其開路電壓。則耦合系數(shù)K為：(a)K1的測量(b)K2的測量圖4.5.4耦合系數(shù)K的測量

互感電路觀測四.實驗內(nèi)容及步驟1.互感現(xiàn)象的觀察（基本要求）按圖4.5.2在九孔方板上連線，L1、L2分別采用1000、1500圈繞線電感。VS為5V交流電壓。關閉開關S，記錄此時交流電流表的數(shù)值，插入并調(diào)節(jié)硅鋼芯插入深度，觀察并記錄此時電流表的變化。圖4.5.2直流法判定同名端

互感電路觀測四.實驗內(nèi)容及步驟2.用直流法和交流法判斷互感線圈的同名端（基本要求）（1）直流法圖4.5.2直流法判定同名端按圖4.5.2在九孔方板上連線。調(diào)節(jié)電壓源的輸出電壓為2V。合上開關S的瞬間，觀察毫安表指針的偏轉(zhuǎn)情況，判斷變壓器的初、次線圈的同名端。

互感電路觀測四.實驗內(nèi)容及步驟2.用直流法和交流法判斷互感線圈的同名端（基本要求）（2）交流法按圖4.5.3接線，將初、次級的2、4端用短接線相連。在互感器初級加入2V交流電壓，用數(shù)字萬用表交流電壓檔測量V1、V2、V3，并判定同名端。拆去2、4聯(lián)線，再將2、3相連，重復上述步驟，判定同名端。圖4.5.3交流法判定同名端

互感電路觀測四.實驗內(nèi)容及步驟3.互感系數(shù)M的測定(1)方法一按圖4.5.4連線，0～24V

可調(diào)交流電壓源提供

2V

交流電壓給線圈

L1。圖4.5.4耦合系數(shù)K的測量

互感電路觀測四.實驗內(nèi)容及步驟3.互感系數(shù)M的測定分別測量線圈L1、L2的電壓和電流

I1，記入表4.5.1中。并計算出耦合系數(shù)

K。表4.5.1互感系數(shù)M的測量數(shù)據(jù)1

互感電路觀測四.實驗內(nèi)容及步驟3.互感系數(shù)M的測定(2)方法二將已判定出同名端的互感線圈分別按圖4.5.5(a)、(b)進行正、反向串接。VS

由0～24V可調(diào)交流電壓源提供

2V

交流電壓。圖4.5.5耦合電感串接電路(a)(b)

互感電路觀測四.實驗內(nèi)容及步驟3.互感系數(shù)M的測定測量兩線圈正、反串時的總電壓

V和電流

I’、I”。計算出兩互感線圈正、反串時的等效電感Leq1、

Leq2

，從而求得

M。

表4.5.2互感系數(shù)M的測量數(shù)據(jù)2

互感電路觀測五.實驗注意事項1.在測試過程中為確保線圈安全，需用電流表檢測互感線圈上的電流，不得超過線圈的額定電流。2.在用交流法判定互感線圈同名端及測量互感系數(shù)

M

實驗中，交流電壓源提供的

2V

交流電壓需先調(diào)整正確后再接入電路中。

互感電路觀測六.實驗預習思考題1.實驗中若沒有合適量程的電流表，如何獲得各電流值？2.在用直流法判定同名端的實驗中，若開關

S

是閉合的，在斷開的一瞬間如何根據(jù)儀表指針的偏轉(zhuǎn)判別同名端？3.變壓器中有無鐵芯，對互感系數(shù)

M

的值有何影響？

互感電路觀測七.實