测量互感系数报告Word文件下载.docx
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电路连接示意图:
连接实物图:
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:
4Ω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V
VR=0、616;
%---电阻电压V
f=100e3;
%----频率Hz
V2=2、70;
%----负载电压V
R=4;
IL=VR/R;
L=VL/(2*pi*f*IL);
M=V2/(2*pi*f*IL);
K=M/L;
disp(L*10^6);
disp(M*10^6);
disp(K);
实验数据分析:
具体实验数据:
距离/cm
频率/kHz
VR/V
V2/V
L/uh
M/uH
K
11、5
100
0、616
2、70
107、48
27、90
0、26
14
2、48
25、63
0、24
16
1、92
19、84
0、18
18
1、62
16、74
0、16
ANSYS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
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”)。
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。
设置测量频率100Khz,顺向串联电感。
测得Ls=275、81uh
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。
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