交流無源一端口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定

交流無源一端口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定

一、實驗?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)的選擇在提高實驗準(zhǔn)確度中的意義。

　　二、原理說明
　　1、任意一個交流無源一端口網(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，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

　　（a） （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；二是實際測試法，即在網(wǎng)絡(luò)的端口加工作電流和電壓，通過計算得到等效參數(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誤差不隨R1而變）時，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，等效參數(shù)中電抗部分的測量誤差將達(dá)到最小。

　　三、實驗任務(wù)

　　圖6.9.3 無源一端口網(wǎng)絡(luò)

　　1、本實驗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使用的電壓調(diào)節(jié)范圍，畫出實驗接線圖。
　　2、選定外接電阻R1的型號，以及數(shù)值。
　　3、調(diào)節(jié)R1使得電路中U1＝U2，記錄實驗數(shù)據(jù)，計算一端口網(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、實驗儀器設(shè)備
　　1、數(shù)字萬用表
　　2、電工綜合實驗臺
　　3、DG08動態(tài)元件實驗組件
　　4、DG11單相變壓器實驗組件

　　五、預(yù)習(xí)思考及注意事項
　　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、實驗中，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、實驗報告要求
　　1、記錄實驗數(shù)據(jù)，分析測量結(jié)果；
　　2、計算不同測量方法下，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。