交流电桥实验报告

时间:2024.4.27

实验:交流电桥       实验时间:

【实验概述】

交流电桥是测量电感,电容中精度最高的测量仪器,也是实验室中常用的测量仪器。

【实验目的及要求】

1. 学习用交流电桥测量电容,电感及其损耗的方法。

2. 了解交流电桥的平衡原理,掌握调节平衡的方法。

【仪器及用具】

TFG2000系列DDS函数信号发生器(做交流电源用),JK—08型交流检流计,数字万用表,电阻箱,标准电容器,可调标准电感,待测电容及待测电感。

【实验原理】

1. 交流电桥的平衡条件

交流电桥的电路形式与直流电桥相同,并且都是采用比较法进行测量。其电路如图14-1所示。交流电桥的交流信号为Us;指零器G采用高灵敏度的交流毫伏表或交流检流计等;桥臂中各元件不都是电阻,它们也可以是电容、电感或R L C的组合回路等。

由于交流电桥中含有电感,电容等元件。因此,电桥的平衡条件为VB=VD,即两个交流电压相等的条件不只是电压幅度相同,还要相位相同,根据平衡条件:

                                        (14.1) 

                                图(14.1)

若把复阻抗用指数形式表示,则(14.1)式可写成:

上式成立须满足:

                                               (14.2)

                           (14.3)

(14.2)式和(14.3)式即为交流电桥平衡条件。

图(14.2)为测量电容的一种电路。图中

       图(14.2)

为标准电容的损耗电阻,其值很小,可以忽略不计,由平衡条件得:

根据复数相等原理

                                                               

图(14.3)为测量电感的一种电路。图中

   

图(14.3)

根据平衡条件得出:

     

化简后得到:

                                                        

为标准电感的损耗电阻。

2调节交流电桥平衡应注意如下几个问题:

事先设法知道待测元件的大概数值,根据平衡公式选定调节参量的数值,务使电桥从开始起就不至于远离平衡。

用电桥测量时,往往总是分粗测和精测两步完成。粗测的目的是知道待测元件数值的大致范围,精测的目的是选择合适的元件和数值,确保各量的精度,从而保证最终结果的准确度。

分步调,反复调,在每一步中抓住主要问题。例如测电容时,由于一般电容器的损耗电阻Rc都比较小(标准电容的损耗电阻几乎为零)所以一开始R2可取零,这时虽然Rc的表达式得不到满足,但是偏离也不大,而Cx的表达式尽可能得到满足,当指示器中的示数已达到一个极小值,再调节R2使指示器的示数又一次达到极小值。如此反复调下去,使电桥一步步更接近平衡,直到指示器的示数无法再小为止。电桥就达到了平衡。测电感时调节平衡步骤原则上与上相同。

【实验内容】

1.自组电容比较桥(电路图如14.2)测量待测电容及其,标准电容箱的损耗电阻忽略不计。(要求三种情况进行测量;取 时, 分别为1000 和100 两种情况进行测量。)

2、用自搭西林电桥,取合适的两种情况进行测量。)

3.自组电感比较桥(电路图如14.3)测定待测线圈的电感及其并测定其损耗电阻(需测所用标准电感的损耗电阻)。

4、用麦克斯韦电桥,测定待测线圈的值要求尽可能高的测量精密度,写出实验操作步骤和有关数据

【实验过程】

【数据处理】

数据处理及结果

讨论

大体来说,用交流电桥测量电感和电容是比较准确的。测量时,一定要先根据公式估算相应的物理量,不然盲目调整会浪费大量时间。在估算值的基础上,根据耳机音量大小,从高位开始调整。若某调整某一位时,往两边调声音都增大,便可认为这一位的调整结束,可进行下一位调整了。此外,再调整时,由于相互之间影响较大,并且长期将耳机放在耳边容易造成幻听现象,为提高准确性,建议听一会休息一会。

在选取不变量时,也要注意选取的多样性。比如第二步时,最好不要象本实验那样比例全部选取1:1,应该变换比例,以提高准确性。

1、利用书上的图测量的相关公式是什么?此电路在调平衡时是否方便?为什么?

答:图1中:

调节不方便,因为无法由公式估计一些待调量,使调节十分麻烦。

图2中,

调节不方便,引入了交流电压角频率后,无法测量。

3、Q值的物理意义是什么?

答:Q值是电感的品质因数,它是电感在电路中储存的能量与它损耗的能量的比值。

电感的损耗电阻越小,其品质因数Q就越大,表明该电感效率越高。

指导老师评语及成绩

评语:

成绩:       指导老师签名:

批阅时间:          


第二篇:三相交流电实验报告


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实验报告

课程名称:电工电子学

实验名称:三相交流电路

实验形式:在线模拟+现场实践

提交形式:在线提交实验报告

学生姓名:         号:                

年级专业层次:     网络春专升本                                       

学习中心:      青岛校区学习中心                                              

提交时间:     20##          

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