交流电路参数的测定三表法的实验原理

交流电路参数的测定三表法的实验原理1．交流电路元件的等值参数R，L，C可以用交流电桥直接测得，也可以用交流电压表、交流电流表和功率表分别测量出元件两端的电压U、流过该元件的电流I和它消耗的功率P，然后通过计算得到。

后一种方法称为“三表法”。

“三表法”是用来测量50Hz频率交流电路参数的基本方法。

如被测元件是一个电感线圈，则由关系可得其等值参数为同理，如被测元件是一个电容器，可得其等值参数为2．阻抗性质的判别方法。

如果被测的不是一个元件，而是一个无源一端口网络，虽然从U,I,P三个量，可得到该网络的等值参数为R＝|Z|cos，X＝|Z|sin，但不能从X的值判断它是等值容抗，还是等值感抗，或者说无法知道阻抗幅角的正负。

为此，可采用以下方法进行判断。

（1）在被测无源网络端口（入口处）并联一个适当容量的小电容。

在一端口网络的端口再并联一个小电容C'时，若小电容C'＝Zsinr,a，视其总电流的增减来判断。

若总电流增加，则为容性；若总电流减小，贝刂为感性。

图1（a）中，Z为待测无源网络的阻抗，C'为并联的小电容。

图1（b）是图1（a）的等效电路，图中G，B为待测无源网络的阻抗Z的电导和电纳，B'为并联小电容C'的电纳。

在端电压有效值不变的条件下，按下面两种情况进行分析：①设B＋B'＝B"，若B'增大，B"也增大，则电路中电流I单调地增大，故可判断B为容性。

②设B＋B'＝B"，若B'增大，而B"先减小再增大，则电流I也是先减小再增大，如图2所示，则可判断B为感性。

由以上分析可见，当B为容性时，对并联小电容的值C'无特殊要求；而当B为感性时，B'<|2B|才有判定为感性的意义。

B'>|2B|时,电流单调增大,与B为容性时相同,但并不能说明电路是感性的。

因此，B'<|2B|是判断电路性质的可靠条件。

实验报告一、实验目的1. 学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2. 学会功率表的接法和使用二、原理说明1. 正弦交流激励下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U，流过该元件的电流I和它所消耗的功率P，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用以测量50Hz交流电路参数的基本方法。

计算的基本公式为阻抗的模│Z│= U I电路的功率因数cosφ= P UI等效电阻R＝PI等效电抗X=│Z│sinφ如果被测元件是一个电感线圈，则有：X= XL=│Z│sinφ= 2πf L 如果被测元件是一个电容器，则有：X= X C=│Z│sinφ=1 2πfc2. 阻抗性质的判别方法：在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别，方法与原理如下：(1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 若串接在电路中电流表的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减小则为感性。

(a) (b)图12-1 并联电容测量法图12-1(a)中，Z为待测定的元件，C’为试验电容器。

(b)图是(a)的等效电路，图中G、B为待测阻抗Z的电导和电纳，B'为并联电容C’的电纳。

在端电压有效值不变的条件下，按下面两种情况进行分析：①设B＋B’＝B"，若B’增大，B"也增大，则电路中电流I 将单调地上升，故可判断B为容性元件。

②设B＋B’＝B"，若B’增大，而B"先减小而后再增大，电流I 也是先减小后上升，如图5-2所示，则可判断B为感性元件。

II2I gB 2B B ’图5-2 I -B'关系曲线由上分析可见，当B 为容性元件时，对并联电容C ’值无特殊要求；而当B 为感性元件时，B ’<│2B │才有判定为感性的意义。

B ’>│2B │时， 电流单调上升，与B 为容性时相同，并不能说明电路是感性的。

实验《交流参数的测定》一、实验目的1、 学习用交流电压表、电流表和功率表测量交流电路中的阻抗及元件参数。

2、 掌握交流调压器和功率表的使用方法。

3、 学习电抗容性、感性性质的判定。

二、实验原理介绍 1、 交流参数的三表法测量正弦交流电路中各个元件的参数值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U ，流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用来测量50Hz 交流电路参数的基本方法。

计算的基本公式为：电阻元件的电阻：I U R R =或2IP R =电感元件的感抗I U X L L =，电感fX L π2L =电容元件的容抗IU X C C =，电容C21fXC π=串联电路复阻抗的模IU Z =，阻抗角 RX arctg=ϕ其中：等效电阻 2IP R =，等效电抗22RZ X -=2、 负载性质的判定在图中被测端口并一个小电容，若电流增大，则负载性质为容性阻抗，若电流减大，则负载性质为感性阻抗。

三、实验设备1、NEEL-II 型电工电子实验装置。

四、实验内容用单项交流调压器的交流输出作为电源，电压50HZ ，如图1、2。

图1 图21、 交流调压器的交流输出150V ，负载为镇流器L 。

用交流电压表、交流电流表、功率表测量各值，填入表中，并计算出其它各值。

2、 交流调压器的交流输出180V ，负载为1uf 电容C 。

用交流电压表、交流电流表、功率表测量各值，填入表中，并计算出其它各值。

3、在负载端并联接入2.2 uf电容C1，观察并记录值，判定负载性质。

五、实验总结及思考题1、为什么负载端并小接电容可以判定负载性质？。

用三表法测量电路等效参数一、实验目的1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。

2. 学会功率表的接法和使用。

二、原理说明1. 正弦交流信号激励下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表、 交流电流表及功率表分别测量出元件两端的电压U 、流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法， 是用以测量50Hz 交流电路参数的基本方法。

计算的基本公式为：阻抗的模I U Z =， 电路的功率因数 cos φ＝UI P等效电阻 R ＝ 2IP＝│Z │cos φ， 等效电抗 X ＝│Z │sin φ或 X ＝X L ＝2πfL ， X ＝Xc ＝fCπ212. 阻抗性质的判别方法:在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别，方法与原理如下：(1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 若串接在电路中电流表的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减小则为感性。

图16-1 并联电容测量法图16-1(a)中，Z 为待测定的元件，C'为试验电容器。

(b)图是(a)的等效电路，图中G 、B 为待测阻抗Z 的电导和电纳，B'为并联电容C' 的电纳。

在端电压有效值不变的条件下，按下面两种情况进行分析：① 设B ＋B'＝B"，若B'增大，B"也增大，则电路中电流I 将单调地上升，故可判断B 为容性元件。

② 设B ＋B'＝B"，若B'增大，而B"先减小而后再增大，电流I 也是先减小后上升，如图16-2所示，则可判断B 为感性元件。

由上分析可见，当B 为容性元件时， 对并联电容C'值无特殊要求；而当B 为感 性元件时，B'<│2B │才有判定为感性的意I I ZBBB2,U.U....(a)(b).义。

B'>│2B │时，电流单调上升，与B 为 容性时相同，并不能说明电路是感性的。

项目十 交流电路参数的测定教学重点：交流仪表的使用 教学难点：功率表的正确使用一、实验目的1．学习用交流电压表、电流表和功率表测定交流电路参数的方法。

2．学习调压器和功率表的正确使用。

3．加深对阻抗角，相位差及功率因数等概念的理解。

二、实验原理 １．实验原理说明交流电路中，元件的参数电阻、电感量、电容量，可以用交流电桥直接测量，也可用交流电压表、电流表和有功功率表测得元件的端电压，通过元件的电流和元件所消耗的功率，利用公式计算得出。

这种方法称为三表法。

这种测量方法更适合于非性阻抗元件的测量。

各电量间的关系式为：Z=V/I cos φ=P/VI Rx=P/I 222)(1IP V I Xx -=当被测电抗为感抗时，其电感量为：2221⎪⎭⎫ ⎝⎛-∙=I P v I f L π当被测电抗为容抗时，其电容量为：2221⎪⎭⎫ ⎝⎛-=I P V If C π2．实验电路图2-10-1 交流电路参数测定三、实验仪器及器件1．单、三相有功功率表 2．交流电压、电流表 3．十进制电容器、电感 4．灯泡5．单相调压器 四、实验内容及步骤按照实验电路图2-10-1接线，将调压器的输出电压调至实验数据表要求的电压值，进行交流参数的测定。

1．测定感性元件的交流参数。

将感性阻抗负载接入电路，按实验数据表2-10-1所要求的内容进行测量。

表2-10-12．测定容性元件的交流参数。

将电路阻抗负载接入容性元件，按数据表2-10-2的内容进行测量。

表2-10-2测量值计算值V(V) I(mA) P(w) UR (V) UC(V) COSфZ(Ω) R(Ω) C(μF)1001502003．将感性元件与容性元件串联接入电路，测定串联的交流参数，按照数据表2-10-3内容进行测量。

表2-10-3测量值计算值V(V) I(mA) P(w) UR (V) UL(V) UC(V) Z(Ω) R(Ω) X(Ω) COSф100150200五、实验注意事项1．单相调压器在使用之前，应调节输出电压为零的位置，使用时，从零开始逐渐上升至实验所需电压。

实验五 交流参数的测量------三表法一、实验目的：1.了解实际电路器件在低频电路中的主要电磁特性，理解理想电路与实际电路的差异。

明确在低频条件下，测量实际器件哪些主要参数。

2.掌握用电压表、电流表和功率表测定低频元件参数的方法。

3.掌握调压变压器的正确使用。

二、实验原理：交流电路中常用的实际无源元件有电阻器、电感器和电容器。

在低频情况下，电阻器周围的磁场和电场可以忽略不计，不考虑其电感和分布电容，将其看作纯电阻。

可用电阻参数来表征电阻器消耗电能这一主要的电磁特征。

电容器在低频时，可以忽略引线电感，忽略其介质损耗和漏导，可以用电容参数来表征其储存和释放电能的特征。

电感器的物理原型是导线绕制成的线圈，导线电阻不可忽略，在低频情况下，线匝间的分布电容可以忽略。

用电阻和电感两个参数来表征。

交流电流元件的等值参数R 、L 、C 可以用专用仪器直接测量。

也可以用交流电流表、交流电压表以及功率表同时测量出U 、I 、P ，通过计算获得，简称三表法。

本实验采用三表法，由电路理论可知，一端口网络电压电流及功率有以下关系： |Z|=U/I cos ᵠ=P/(UI) 电阻：R=|Z|=U/I 电容：R=|Z|cos ᵠ C=1/(ω|z|sin ᵠ) 电感：R=|Z|cos ᵠ L=X L /ω=|Z|sin ᵠ/ω 三、实验内容：三表法测交流参数的电路如图所示：W 被 元测 件1.按图一接线，分别测电阻（1K ），电感线圈（镇流器）电容（4uf ）的等效参数。

2.将测量数据分别记入表一、表二、表三。

每个原件各测三次，求其平均值。

表一： 电阻的测量数据次序测试记录 计算结果U/VI/MA P/W 1 10 2 20 330平均值b c Wa 220V 50HZ ZA V图一表二电容的测量数据次序测试记录计算结果U/V I/MA P/W R/ΩC/uf1 302 603 90平均值表三电感的测量数据次序测试记录计算结果U/v I/MA P/W R/ΩL/H1 302 603 90平均值四、仪器设备1.调压变压器2.交流电压表3.功率表4.交流电流表5.电感电容电阻。

实验报告一、实验目的1. 学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2. 学会功率表的接法和使用二、原理说明1. 正弦交流鼓励下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U，流过该元件的电流I和它所消耗的功率P，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用以测量50Hz交流电路参数的根本方法。

计算的根本公式为阻抗的模│Z│=电路的功率因数cosφ=等效电阻R＝等效电抗X=│Z│sinφ如果被测元件是一个电感线圈，那么有：X= XL=│Z│sinφ= 2 f L如果被测元件是一个电容器，那么有：X= X C=│Z│sinφ=2. 阻抗性质的判别方法：在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别，方法与原理如下：(1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 假设串接在电路中电流表的读数增大，那么被测阻抗为容性，电流减小那么为感性。

(a) (b)图12-1 并联电容测量法图12-1(a)中，Z为待测定的元件，C’为试验电容器。

(b)图是(a)的等效电路，图中G、B为待测阻抗Z的电导和电纳，B'为并联电容C’的电纳。

在端电压有效值不变的条件下，按下面两种情况进行分析：①设B＋B’＝B"，假设B’增大，B"也增大，那么电路中电流I 将单调地上升，故可判断B为容性元件。

②设B＋B’＝B"，假设B’增大，而B"先减小而后再增大，电流I 也是先减小后上升，如图5-2所示，那么可判断B为感性元件。

II2I gB 2B B’图5-2 I-B'关系曲线由上分析可见，当B为容性元件时，对并联电容C’值无特殊要求；而当B为感性元件时，B’<│2B│才有判定为感性的意义。

B’>│2B│时，电流单调上升，与B 为容性时相同，并不能说明电路是感性的。

因此B’<│2B│是判断电路性质的可靠条件，由此得判定条件为C’=(2) 与被测元件串联一个适当容量的试验电容，假设被测阻抗的端电压下降，那么判为容性，端压上升那么为感性，判定条件为<│2X│式中X为被测阻抗的电抗值，C’为串联试验电容值，此关系式可自行证明。

2.4 三表法测定交流电路参数一、实验目的1． 熟悉KHDJ-1B 型高性能电工综合实验装置。

2． 学习使用交流电压表、交流电流表、功率表和单相调压器。

3． 学会三表法测定交流电路参数。

4． 设计实验方案、接线图和数据记录表格等。

二、 实验原理1． 三表法测定交流电路中元件的阻抗值或无源一端口网络的等效阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表和功率表分别测出其两端的U 、流过的I 和有功功率P ，通过他们的关系式可得出阻抗的模Z 、功率因数ϕcos 、等效电阻R 、等效电抗X 。

其关系式为：I U Z =UIP =ϕcos ϕcos 2Z I PR ==ϕsin Z X =2． 容性或感性的确定1）电路中接入功率因数表，从表中直接读出ϕcos 值或阻抗角，读数超前为容性，滞后为感性。

2）在被测元件的两端并接一个适当容量的试验电容器。

若电流表的读数增大，则被测元件为容性；读数减小，则为感性。

试验电容器的容量C 可根据下列不等式选定：B B 2≤'式中B '为实验电容器的容纳，B 为被测元件的等效电纳。

3． 考虑仪表内阻后参数的校正三表法有两种接线方式，如图2.4-1所示。

若考虑仪表的内阻，则要对测量结果中的方法误差加以校正。

对于图2.4-1a 的电路，校正后的参数为： 121R I PR R R -=-=' 12221X P U I U X X X -⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=-='式中，R 、X 为校正前根据计算得出的电阻值和电抗值；R 1、X 1为电流表线圈及功率表电流线圈的等效电阻和等效电抗。

对于图2.4-1b 的电路，校正后的参数为：U U G U PG G G -=-='2一般情况下，电压表和功率表电压支路的电抗可以忽略，因此222⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=='U P U I B B式中，G 、B 为校正前根据计算得出的电导值和电纳值；G U 为电压表线圈及功率表电压线圈支路并联的等效电导。

实验报告一、实验目的1. 学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2. 学会功率表的接法和使用二、原理说明1. 正弦交流激励下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U，流过该元件的电流I和它所消耗的功率P，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用以测量50Hz交流电路参数的基本方法。

计算的基本公式为阻抗的模│Z│=电路的功率因数cosφ=等效电阻R＝等效电抗X=│Z│sinφ如果被测元件是一个电感线圈，则有：X= XL=│Z│sinφ= 2f L如果被测元件是一个电容器，则有：X= X C=│Z│sinφ=2. 阻抗性质的判别方法：在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别，方法与原理如下：(1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 若串接在电路中电流表的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减小则为感性。

(a) (b)图12-1 并联电容测量法图12-1(a)中，Z为待测定的元件，C’为试验电容器。

(b)图是(a)的等效电路，图中G、B为待测阻抗Z的电导和电纳，B'为并联电容C’的电纳。

在端电压有效值不变的条件下，按下面两种情况进行分析：①设B＋B’＝B"，若B’增大，B"也增大，则电路中电流I 将单调地上升，故可判断B为容性元件。

②设B＋B’＝B"，若B’增大，而B"先减小而后再增大，电流I 也是先减小后上升，如图5-2所示，则可判断B为感性元件。

II2I gB 2B B’图5-2 I-B'关系曲线由上分析可见，当B为容性元件时，对并联电容C’值无特殊要求；而当B为感性元件时，B’<│2B│才有判定为感性的意义。

B’>│2B│时，电流单调上升，与B 为容性时相同，并不能说明电路是感性的。

因此B’<│2B│是判断电路性质的可靠条件，由此得判定条件为C’=(2) 与被测元件串联一个适当容量的试验电容，若被测阻抗的端电压下降，则判为容性，端压上升则为感性，判定条件为<│2X│’式中X为被测阻抗的电抗值，C’为串联试验电容值，此关系式可自行证明。

实验报告院（系）：信息科学与技术学院组别：第二组专业：13级电子一班实验题目：实验十二用三表法测量交流电路等效参数 2014年5月12日一、实验目的1. 学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2. 学会功率表的接法和使用二、原理说明1. 正弦交流激励下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U，流过该元件的电流I和它所消耗的功率P，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用以测量50Hz交流电路参数的基本方法。

计算的基本公式为阻抗的模│Z│=电路的功率因数cosφ=等效电阻R＝等效电抗X=│Z│sinφ如果被测元件是一个电感线圈，则有：X= XL=│Z│sinφ= 2 f L如果被测元件是一个电容器，则有：X= X C=│Z│sinφ=2. 阻抗性质的判别方法：在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别，方法与原理如下：(1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 若串接在电路中电流表的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减小则为感性。

(a) (b)图12-1 并联电容测量法图12-1(a)中，Z为待测定的元件，C’为试验电容器。

(b)图是(a)的等效电路，图中G、B为待测阻抗Z的电导和电纳，B'为并联电容C’的电纳。

在端电压有效值不变的条件下，按下面两种情况进行分析：①设B＋B’＝B"，若B’增大，B"也增大，则电路中电流I 将单调地上升，故可判断B为容性元件。

②设B＋B’＝B"，若B’增大，而B"先减小而后再增大，电流I 也是先减小后上升，如图5-2所示，则可判断B为感性元件。

II2I gB 2B B’图5-2 I-B'关系曲线由上分析可见，当B为容性元件时，对并联电容C’值无特殊要求；而当B为感性元件时，B’<│2B│才有判定为感性的意义。

B’>│2B│时，电流单调上升，与B 为容性时相同，并不能说明电路是感性的。

实验报告一、实验目的1. 学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2. 学会功率表的接法和使用二、原理说明1. 正弦交流激励下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U，流过该元件的电流I和它所消耗的功率P，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用以测量50Hz交流电路参数的基本方法。

计算的基本公式为阻抗的模│Z│=电路的功率因数cosφ=等效电阻R＝等效电抗X=│Z│sinφ如果被测元件是一个电感线圈，则有：X= XL=│Z│sinφ= 2πf L如果被测元件是一个电容器，则有：X= X C=│Z│sinφ=2. 阻抗性质的判别方法：在被测元件两端并联电容或串联电容的方法来加以判别，方法与原理如下：(1) 在被测元件两端并联一只适当容量的试验电容, 若串接在电路中电流表的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减小则为感性。

(a) (b)图12-1 并联电容测量法图12-1(a)中，Z为待测定的元件，C’为试验电容器。

(b)图是(a)的等效电路，图中G、B为待测阻抗Z的电导和电纳，B'为并联电容C’的电纳。

在端电压有效值不变的条件下，按下面两种情况进行分析：①设B＋B’＝B"，若B’增大，B"也增大，则电路中电流I 将单调地上升，故可判断B为容性元件。

②设B＋B’＝B"，若B’增大，而B"先减小而后再增大，电流I 也是先减小后上升，如图5-2所示，则可判断B为感性元件。

II2I gB 2B B’图5-2 I-B'关系曲线由上分析可见，当B为容性元件时，对并联电容C’值无特殊要求；而当B为感性元件时，B’<│2B│才有判定为感性的意义。

B’>│2B│时，电流单调上升，与B 为容性时相同，并不能说明电路是感性的。

因此B’<│2B│是判断电路性质的可靠条件，由此得判定条件为C’=(2) 与被测元件串联一个适当容量的试验电容，若被测阻抗的端电压下降，则判为容性，端压上升则为感性，判定条件为<│2X│’式中X为被测阻抗的电抗值，C’为串联试验电容值，此关系式可自行证明。