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实验二十二互感电路观测
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. 理解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22-1所示,当开关S闭合瞬间,
若毫安表的指针正偏, 则可断定“1”、
图 22-1
“3”为同名端;指针反偏,则“1”、“4”
为同名端。
(2) 交流法
如图22-2所示,将两个绕组N1和N2的任意两端(如2、4端)联在一起,在其中的一个绕组(如N1)两端加一个低电压,另一绕组(如N2)开路,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是两绕组端电压之和,则1、4是同名端。
2. 两线圈互感系数M的测定。
在图22-2的N1侧施加低压交流电压U1,测出I1及U2。根据互感电势 E2M≈U20=
U2
ωMI1,可算得互感系数为M= ──
ωI1
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
k=M/
图 22-2
如图22-2,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
型号与规格
数量
备注
1
数字直流电压表
0~200V
1
2
数字直流电流表
0~200mA
2
3
交流电压表
0~500V
1
4
交流电流表
0~5A
1
5
空心互感线圈
N1为大线圈
N2为小线圈
1对
DGJ-04
6
自耦调压器
1
7
直流稳压电源
0~30V
1
8
电阻器
30Ω/8W
510Ω/2W
各1
DGJ-05
9
发光二极管
红或绿
1
DGJ-05
10
粗、细铁棒、铝棒
各1
DGJ-04
11
变压器
36V/220V
1
DGJ-04
四、实验内容
1. 分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名湍。
(1) 直流法
实验线路如图22-3所示。先将N1和N2两线圈的四个接线端子编以1、2和3、4号。将N1,N2同心地套在一起,并放入细铁棒。U为可调直流稳压电源,调至10V。(选用5A量程的数字电流表)。N2侧直接接入2mA量程的毫安表。将铁棒迅速地拨出和插入,观察毫安表读数正、负的变化,来判定N1和N2两个线圈的同名端。
图 22-4
图 22-3
(2) 交流法
本方法中,由于加在N1上的电压仅2V左右,直接用屏内调压器很难调节,因此采用图22-4的线路来扩展调压器的调节范围。图中W、N为主屏上的自耦调压器的输出端,B为DGJ-04挂箱中的升压铁芯变压器,此处作降压用。将N2放入N1中,并在两线圈中插入铁棒。,N2侧开路。
接通电源前,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12V左右),,然后用0~30V量程的交流电压表测量U13,U12,