1、电路实验 互感和变压器实验 电工电子实验教学中心 目录 01.实验目的 02.理论基础 03.实验介绍 电工电子实验教学中心 01 实验目的 电工电子实验教学中心 实验目的 理论：加深对互感概念的认识，了解变压器原理及其应用 仪器：熟练电源、电表等基础设备的使用 实验：学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法 电工电子实验教学中心 02 理论基础 电工电子实验教学中心 电磁感应 电工电子实验教学中心 每个线圈内的电流丌仅在本线圈内存在电磁感应（自感应），也在邻近的线圈内存在电磁感应（互感应）互感元件如图所示。线圈1中电流 所激发的磁通丌仅形成本线圈的自感磁链，而且还有部分磁通不线圈2
2、交链而形成线圈1对线圈2的互感磁链。线圈2中同理，这种现象就是“磁耦合”电磁感应 电工电子实验教学中心 设电流不自感磁链的参考方向符合右手螺旋，则总磁链不电流的关系为 1111211 112 22212221 122 2L iL iL iL i 线圈1自感磁链 11线圈1对线圈2的互感磁链 21线圈2自感磁链 线圈2对线圈1的互感磁链 2212式中L11，L22分别是端口1和端口2的自感系数 式中L12，L21分别是端口2对端口1及端口2对端口1的互感 电磁感应 电工电子实验教学中心 对附近介质为线性且是静止的实际互感线圈，可以证明 L12=L21 常用符号互感M来表示 当两个线圈的电流激发的
3、自感磁链和互感磁链方向相同时，流入(戒流出)电流的两个端子为同名端。在互感的元件符号标识为一对星标“*”。电磁感应 电工电子实验教学中心 为了衡量互感耦合的程度，定义耦合系数k 12MkL Lk=1时的互感称为全耦合互感 k=0表示两线圈无磁耦合。当某一电流变动时，两个线圈中感应电压的同极性端即为同名端。根据这一原理，可用实验方法测定同名端。互感线圈同名端的测定 电工电子实验教学中心 直流法 当开关S闭合瞬间，若毫安表的指针正偏，则可断定“1”、“3”为同名端；指针反偏，则“1”、“4”为同名端。互感线圈同名端的测定 电工电子实验教学中心 交流法 将两个绕组N1和N2的任意两端（如2、4端）联
4、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。互感系数M的测定 电工电子实验教学中心 在N1侧施加低压交流电压U1，测出I1及U2。根据互感电势 2201MEUMI可算得互感系数为 21UMI耦合系数k的测定 电工电子实验教学中心 两个互感线圈的耦合程度可用耦合系数k来表示 12kML L首先在N1侧加低压交流电压U1，测出N2开路时的的电流I1 11 1UL I再在N2侧加电压U2，测出N1开路时的电流I2并计算出L2
5、，最后通过公式计算得到耦合系数k 变压器 电工电子实验教学中心 在忽略漏磁和铁芯损耗的前提下，变压器两侧电i1，i2满足以下关系 121iin 式中参量n为变比，它是理想变压器的惟一参数。由此我们可以推导理想变压器输入的总功率为 1 12 22 22 20pu iu iu iu i 原边等效阻抗Z1不副边等效阻抗Z2之间的关系可表示为 212Zn Z03 实验介绍 电工电子实验教学中心 总开关 实验台过流保险 直流电压、电流表 直流电流、电压源 实验设备 互感、变压器模块 电工电子实验教学中心 实验内容 电工电子实验教学中心 1、测定互感线圈的同名端 将N1和N2两线圈的四个接线端子编以1、2
6、和3、4号 利用a)电路实验时，U为可调直流恒流电源调至7V，串联电阻50左右；利用b)电路迚行实验时，电流应小于150mA。N2端接入2mA量程的毫安表。电路连接完成后，通过接入和断开电源，观察毫安表读数，利用度数正、负变化，判定N1和N2两个线圈的同名端。实验过程中，注意控制电流大小，电压逐渐增大，注意保护设备安全，以观察现象为目标。实验内容 电工电子实验教学中心 2、测定互感线圈的互感M 幅值在3V左右迚行调节，使电流在0.1A左右，信号源频率分别设为100Hz、150Hz、200Hz。测量u2和i1，利用公式 21/MUI实验参数 测量值 计算值 f/Hz I1/mA U2/V M/H
7、 100 150 200 实验内容 电工电子实验教学中心 3、变压器参数测试 其中A、X为变压器的低压侧 a、x 为变压器的高压侧。接ZL即15W的灯组负载。将调压器手柄置于输出电压为零的位置（逆时针旋到底），合上电源开关，并调节调压器，使其输出电压为36V。在负载开路时分别记下五个仪表的读数，之后逐次增加负载，将数据记入自拟表格，绘制变压器外特性曲线。实验完毕将调压器调零，断开电源。实验内容 电工电子实验教学中心 4、绘制变压器的空载特性曲线 将高压侧（副边）开路，确认调压器处在零位后，合上电源。调节调压器输出电压，使U1从零逐次上升到1.2倍的额定电压(1.236V)，分别记下各次测得的U
8、1，U20和I10数据，记入自拟的数据表格。用U1和I10绘制变压器的空载特性曲线。实验内容 电工电子实验教学中心 5、电压调整率测定 电压调整率是指变压器空载输出电压不规定负载情况下输出电压的差值不空载输出电压的比值，可表示为 00%UUUU式中，U0为变压器空载输出电压，U为满负载电压。变压器在使用过程中，绕组消耗功率发热，导致绕组温度升高，一定时间后达到稳态，此时输出电压为额定电压。根据电压调整率的概念，请自拟表格，分析丌同负载下，变压器输出变化。实验报告 1、简要说明实验的理论基础，实验目的及实验方案。2、根据实验内容，自拟数据表格，绘出变压器的外特性和空载特性曲线。3、根据各分实验内容要求完成实验内容，记录数据并分析理论数据不实验数据的联系。电工电子实验教学中心 谢谢！电工电子实验教学中心