测量互感系数报告材料.docx

1、测量互感系数报告材料两种方法测量互感系数实验报告1. 伏安法实验原理：设互感线圈分别为L1、L2，则测出L1的空载电流I1及L2支路的开路电压U2，由公式U2=MI1即可求出互感系数M（其中为交流电频率）。仪器设备： 信号发生器 功率放大器 4采样电阻 示波器电路连接示意图：连接实物图：实验具体步骤：给出一组具体实验，测量距离11.5cm，交流频率100KHz，输出电压10V。Step1:调整信号发生器，使输出正弦波。调整CH1频率100KHz，幅度1V。Step2:连接功率放大器，使得输出信号放大10倍，则输出电压为10V。Step3: 4采样电阻R与电感L1串联，将功率放大器的输出接在R与

2、L1串联电路的两端，并用示波器CH1连接电阻两端，测其电压VR；CH2连接电感两端，测其电压VL。注意：VR与VL应共地（即R与L1相接处接地，CH1接电阻另一端，CH2接电感另一端）。Step4:读出示波器数值：黄色CH1:Vpp（VR）=616mV，Freq=100KHz，蓝色CH2（VL）:Vpp=10.4V。Step5:放置L2线圈，中间用非金属物隔离，与L1线圈正对距离11.5cm，测量L2的开路电压。Step6:读出示波器读数：CH1:Vpp=600mV，Freq=100KHz，CH2（V2）:Vpp=2.70V。实验结果见实验数据。Matlab编程计算：VL=10.4;%-电感电

3、压VVR=0.616;%-电阻电压Vf=100e3;%-频率HzV2=2.70;%-负载电压VR=4;IL=VR/R;L=VL/(2*pi*f*IL);M=V2/(2*pi*f*IL);K=M/L;disp(L*106);disp(M*106);disp(K);实验数据分析：具体实验数据：距离/cm频率/kHzVR/VV2/VL/uhM/uHK11.51000.6162.70107.4827.900.26141000.6162.48107.4825.630.24161000.6161.92107.4819.840.18181000.6161.62107.4816.740.16ANSYS仿真：通

4、过ANSYS对电感L1、L2进行磁场仿真，下图为仿真模型：仿真数据仿真结果与实验结果M、K的对比：（+线为仿真数据、*线为实验数据） 实验结论：仿真数据与实验数据基本一致，M误差在3uH左右，并随距离的增大误差越来越小。K误差在0.02左右，并随距离的增大误差也越来越小。距离在15cm左右M在20uH左右时K约为0.2。小于15cm时K大于0.2。大于15cm时K小于0.2。2.串联法（b）（a） 实验原理： 两个具有互感的线圈串联，若是异名端相连，叫做顺向串联，如上图（a）,若是同名端相连接，叫做反向串联，如上图（b）。在交流电路中，顺向串联时电感值L=L1+L2+2M。反向串联时电感值L”=L1+L2-2M。可得M=1/4(L-L”)。电路连接示意图：（a）顺向串联（b）反向串联实验过程：将电感L1、L2分别正向串联与反向串联接在电感测试机器上，读出电感值大小。Step1:设置测量频率100Khz,顺向串联电感。测得Ls=275.81uhStep2: 反向串联电感。测得Ls=164.39uh结论：实验数据与方法一测得数据基本一致。得以验证。