三表法测量电路等效参数的技能训练

一、操作目的

（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、操作器材

操作器材见表5-6。

表5-6　技能训练3操作器材表

三、操作原理

（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，是测量50 Hz交流电路参数的基本方法。

计算的基本公式为

（2）阻抗性质的判别方法：可用在被测元件两端并联电容或将被测元件与电容串联的方法来判别。其原理如下：

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5-50　并联电容测量法

图5-50（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：

a.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。

图5-51　B为感性元件

判断待测元件的性质，除上述借助于试验电容C′测定法外，还可以利用该元件的电流I˙与电压u之间的相位关系来判断。若I˙超前于u，为容性；I˙滞后于u，则为感性。

（3）本实验所用的功率表为智能交流功率表，其电压接线端应与负载并联，电流接线端应与负载串联。

四、操作内容及步骤(www.xing528.com)

测试线路如图5-52所示。

（1）按图5-52接线，并经指导教师检查后，方可接通市电电源。

（2）分别测量15 W白炽灯（R）、30 W日光灯镇流器（L）和4.7 μF电容器（C）的等效参数。

（3）测量L、C串联与并联后的等效参数。

填入表5-7。

图5-52　测试线路

表5-7　技能训练3实验数据表1

（4）验证用串、并试验电容法判别负载性质的正确性。

实验线路同图5-52，但不必接功率表，按表5-8内容进行测量和记录。

表5-8　技能训练3实验数据表2

五、操作注意事项

（1）本操作直接用市电220 V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，不可用手直接触摸通电线路的裸露部分，以免触电，进实验室应穿绝缘鞋。

（2）自耦调压器在接通电源前，应将其手柄置在零位上，调节时，使其输出电压从零开始逐渐升高。每次改接实验线路、换拨黑匣子上的开关及实验完毕，都必须先将其旋柄慢慢调回零位，再断电源。必须严格遵守这一安全操作规程。

（3）操作前应详细阅读智能交流功率表的使用说明书，熟悉其使用方法。

六、思考

（1）在50 Hz的交流电路中，测得一只铁芯线圈的P、I和U，如何算得它的阻值及电感量？

（2）如何用串联电容的方法来判别阻抗的性质？试用I随XC′（串联容抗）的变化关系作定性分析，证明串联实验时，C′满足。

七、操作报告要求

（1）根据测量数据，完成各项计算。

（2）完成思考任务。

（3）心得体会及其他。