互感的研究实验报告.docx
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互感的研究实验报告
互感的研究实验报告
篇一：
互感耦合电路实验报告
用示波器研究互感耦合电路的特性
工程物理系工物22方侨光2002012041
实验原理
互感耦合电路及其原边回路的等效电路如下图所示：
原副边回路的微分方程如下：
di1di-M2dtdt
didi
-M1+L22+R2i2=0
dtdtu1=R1i1+L1
设原边电流为：
i1=I1msinwt
从微分方程组求u1的稳态解可得：
u1=I1msinwt+wI1mcoswt
式中
M2w2R2M2w2L2
，DL1=2DR1=2
22
R2+w2L2R+wL222
即副边回路对原边的影响可等效为原边电阻增加DR1，同时电感减少DL1。
当R2=，即副边开路时，DR1和DL1均为0；当w一定，且R2=wL2时，DR1达到极大值
DR1max
wM2
=
2L2
实验任务
1．研究副边电阻R2改变时原边等效电阻增量DR1的变化。
当sinwt=1时，有：
uu
R1+DR1=1t=1tR=
I1muRm
骣ut÷-1÷R÷÷?
uRm桫
只要不断改变R2取值，并读取sinwt=1时的ut和uRm值即可。
2．研究当w一定时DL1随R2的变化关系。
当coswt=1时，有：
u1’tut’
L1-DL1==R
wI1mwuRm
uRm可以利用上个实验的值，这时只需要读取coswt=1时ut的值即可。
事实上，两个实验可以同时做。
实验结果
上次做实验的时候有一两个数据不正确。
比如测DR1时，第一组数据uRm>ut，显然不对。
因此重做了一次。
下面是重做的结果。
1．实验原始数据及处理
2．DR1和DL1实验结果与理论计算的结果比较
分析：
1．测DR1时，当R2比较小的时候，误差相对较大，可能和电阻箱的精度、接线电阻、接触电阻等不可忽略有关。
2．测DL1时，误差实在大得惊人了。
并且误差随R2增加而增加，不过在R2=时，还是比较符合的。
没想明白是什么原因。
猜想也许是相对误差的计算方法的问题。
因为如果考虑的是L1-DL1的相对误差的话，结果会好很多。
DL1的误差会这么大，可能的原因就是我们不是直接测量它，而是测量一个比它大得多的量，而它只是附加在这个量上面一个比较小的量，因此准确性降低。
3．图表及DR1max的比较
wM2
从图中读出DR1max=，理论计算值为DR1max==，相对误差
2L2
为%。
下面的两个图用MATLAB绘制，曲线用leastsq函数拟合。
篇二：
互感电路实验报告
实验十一互感电路观测
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铁芯时对互感的影响。
二、原理说明
1、判断互感线圈同名端的方法
（1）直流法
如图19-1所示，当开关S闭合瞬间，若毫安表的指针正确，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19-2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，用交流电压分别测出端电压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。
在图19-2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=?
MI；可算得互感系数为
M=U2?
I1
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/L1L2
先在N1侧加低压交流电压U1，测出N1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
1、直流电压、毫安表；
2、交流电压、电流表；
3、互感线圈、铁、铝棒；
4、EEL-06组件（或EEL-18）;100Ω/3W电位器，510Ω/8W线绕电阻，发光二极管。
5、滑线变阻器；200Ω/2A（自备）
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19-3所示，将N1、N2同心式套在一起，并放入铁芯。
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（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。
（2）交流法
按图19-4接线，将小线圈N2套在线圈N2中。
N1串联电流表（选0~5A的量程）后接至自耦调压器的输出，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，确认后方可接通交流电源，令自耦调压器输出一个很低的电压（约2V左右），使流过电流表的电流小于，然后用0~20V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。
2、按原理说明2的步骤测出U1，I1，U2，计算出M。
3、将低压交流加在N2侧，N1开路，按步骤2测出U2，I1，U1。
4、用万用表的R×1档分别测出N1和N2线圈的电阻值R1和R2。
5、观察互感现象
在图19-4的N1侧接入LED发光二极管与510Ω串联的支路。
（1）将铁芯慢慢地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，记录现角。
（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）改用铝棒代替铁棒，重复,的步骤，观察LED的亮度变化，记录现象。
五、实验注意事项
1、整个实验过程中，注意流过线圈N1的电流不超过，流过线圈N2的电流不得超过1A。
2、测定同名端及其他测量数据的实验中，都应将小线圈N2套在大线圈N1中，并行插入铁芯。
3、如实验室各有200Ω，2A的滑线变阻器或大功率的负载，则可接在交流实验时的N侧。
4、实验前，首先要检查自耦调压器，要保证手柄置在零位，因实验时所加的电压只有2~3V左右。
因此调节时要特别仔细，小心，要随时观察电流表的读数，不得超过规定值。
篇三：
互感电路实验报告
一、实验目的
1、掌握测定互感线圈同名端的方法，测量单相变压器原边、副边互感系数和耦合系数
2、了解两耦合线圈的互感系数和耦合系数与哪些因素有关
二、实验设备
l、直流电流表一块
2、交流电流表一块
3、交流电压表一块
4、万用表一块
5、交流单相变压器220V／36V容量（50VA）一台
6、交流单相调压器（0V－250V）一台
7、直流稳压电源一台0～～30V一台
8、安全导线若干
9、单刀双位开关一个
三、预习任务
l、预习教科书中讲述的线圈绕组同名端的含义及辨别的方法。
2、了解实验箱和实验用的仪器仪表的功能及使用方法。
3、尝试自己动手绘制电路图。
四、实验原理说明判别耦合线圈的同名端在理论分析和实际中具有重要意义。
例如：
电动机、变压器的各项绕组、LC振荡电路中的振荡线圈都要根据同名端进行联接。
实际中对于具有耦合关系的线圈若其绕向和相互位置无法判别时可以根据同名端的定义用实验方法加以确定。
1、直流判别法如图2-1所示，分别将互感线圈与电源E和电流表相联，当开关闭合瞬间，根据互感原理，在L2两端产生一个互感电动势电表指针会偏转。
若指针正向摆动，则E正极与直流电流表头正极所连接一端是同名端。
图2-1
2、交流测试法（等效电感法）2．l设两个耦合线圈的自感分别为Ll和L2，它们之间的互感为M。
若将两个线圈的异名端相连如图（a）所示称为正相串联，其等效电感为：
图2-2
若将两个线圈的同名端相连图（b）所示、则成为反向串联，其等效电感为
显然等效电抗利用这种关系，在两个线圈串联方式不同时，加上相同的正弦电压，则正向串联时电流小，反向串联时电流大。
同样若流过的电流相等，则正串联时端口电压高，反向串联时端口电压低。
用电流表法如图2－2所示，将电流表串接与两个线圈，按两种不同接法与同一交流电压相接，测得电流分别为I1和I2，若I1>I2连接的两端是异名端。
若I1＜I2连接的两端是同名端。
2．2用电压表测定，如图2－3所示，将两个线圈Ll和L2的任意两瑞（如X、x）连在一起在其中的一个线圈（如Ll）两端加一个低压交流电压，另一个线圈开路，用交流电压表分别测出UAa、UAX和Uax。
若UAa是两个绕组端电压之差，则A、a是同名瑞：
若UAa是两个绕组端电压之和，则A、x是同名端。
图2-3
4、测试互感系数M
如图2-4所示，在L1侧加低压交流电压U1，L2侧开路测出I1及U20，根据互感电动势可算得互感系数为。
5、耦合系数K的测定
两个互感线圈耦合的松紧度可用耦合系数K来表示，如图2-4先在Ll侧加低压交流电压UI，测出L2侧开路时的电流I1，然后再在L2侧加电压U2，测出Ll侧开路时的电流I2，求出各自的自感Ll和L2，即可以算出K值。
图2－4
五、实验步骤
l、同名端测定实验，以单相变压器220/36V原副边做为互感器同名端测定对象，E=，指针微安表取25mA，S用单刀开关，按直流测定法电路接线。
观察指针偏转方向判断同名端并作相应标记。
2、按图2-2连线，初、次级串联利用交流法（等效电感法）测定同名端，调压器调至180V，按交流电流表上的数值来判断同名端，并与直流法测试结果相比较。
3、利用交流电压法测定同名端，使Vll＝220V，交流电压表取400V量程测试U12的值，判断同名端并与前面实验相比较。
4、在变压器Ll加电压U1=220V，L2加电压时U2＝36V。
5、表格自己绘制
六、实验报告
1、总结判定同名端的方法，说明判断意义。
2、除上述的几种判别同名端的方法外，还有没有别的判定方法，举例说明。
3、根据表格中数据，计算互感系数M和耦合系数K
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