测量互感系数报告.doc

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得空载电流I1及L2支路得开路电压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:L2L1功率放大器示波器信号发生器实验具体步骤: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,将功率放大器得输出接在R与L1串联电路得两端,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得开路电压。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得对比:(+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,并随距离得增大误差越来越小。K误差在0、02左右,并随距离得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)U U 实验原理: 两个具有互感得线圈串联,若就是异名端相连,叫做顺向串联,如上图(a),若就是同名端相连接,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。