交流無源一端口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 1、學(xué)習(xí)無源一端口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定方法;
2、學(xué)習(xí)間接測量過程中的誤差分析方法;
3、了解電路變量與參數(shù)的選擇在提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度中的意義。
二、原理說明
1、任意一個(gè)交流無源一端口網(wǎng)絡(luò),不管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜,其等效參數(shù)都可以用一個(gè)等效阻抗(入端阻抗)來表示,如圖6.9.1(a)所示,當(dāng)端口電壓和端口電流的參考方向一致時(shí),其復(fù)數(shù)阻抗可以寫作:
其相量關(guān)系如圖6.9.1(b)所示。
圖6.9.1 交流無源一端口網(wǎng)絡(luò)示例
?。╝) (b)
圖6.9.2 電壓三角形法測量交流無源一端口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)
2、交流無源一端口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定方法很多,基本上可分為兩類:一是儀器測試法,如用萬用表測電阻,用電橋測電容、電感等;二是實(shí)際測試法,即在網(wǎng)絡(luò)的端口加工作電流和電壓,通過計(jì)算得到等效參數(shù),屬于間接測量。
電壓三角形法即間接測量的一種,其測量原理如圖6.9.2(a)所示,其中R1為一已知電阻,Z2為交流無源一端口網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗,且 。用電壓表分別測量電壓U、U1、U2的值,然后根據(jù)三個(gè)電壓值繪出電壓相量圖,如圖6.9.2(b)所示。根據(jù)相量圖有:
于是可得到:
當(dāng)假設(shè) 不變(即電壓表與電流表的相對(duì)誤差不隨R1而變)時(shí),我們進(jìn)一步得到:
由上兩式可以看出,當(dāng)調(diào)節(jié)R1的值,使電路滿足U1=U2時(shí),等效參數(shù)中電抗部分的測量誤差將達(dá)到最小。
三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)
圖6.9.3 無源一端口網(wǎng)絡(luò)
1、本實(shí)驗(yàn)中使用的交流無源一端口網(wǎng)絡(luò)如圖6.9.3所示,其中R為100 /2W的線繞電阻,C為4只10μF/50V的電解電容器的并聯(lián)。確定采用電壓三角形法測量時(shí)使用的電壓調(diào)節(jié)范圍,畫出實(shí)驗(yàn)接線圖。
2、選定外接電阻R1的型號(hào),以及數(shù)值。
3、調(diào)節(jié)R1使得電路中U1=U2,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算一端口網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗。
4、分別測量R、C的數(shù)值,計(jì)算該一端口網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗。
5、分析比較以上兩種方法的測量不確定度。
四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
1、數(shù)字萬用表
2、電工綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)
3、DG08動(dòng)態(tài)元件實(shí)驗(yàn)組件
4、DG11單相變壓器實(shí)驗(yàn)組件
五、預(yù)習(xí)思考及注意事項(xiàng)
1、電壓三角形法中,R1的電阻值應(yīng)根據(jù)什么原則來選???調(diào)節(jié)的最終目標(biāo)是什么?
2、實(shí)驗(yàn)中,電流的選取應(yīng)考慮哪些因素?
3、注意用電安全,應(yīng)事先確定交流電源的電壓可調(diào)范圍。
4、注意電阻元件的允許電流和電容元件的耐壓范圍。
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析測量結(jié)果;
2、計(jì)算不同測量方法下,一端口網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗;
3、比較最后的測量結(jié)果,分析產(chǎn)生誤差的原因。
評(píng)論
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