交流电桥课件.ppt

交流电桥,如何测量电容、电感的大小及其损耗？,交流电桥如何测量电容、电感的大小及其损耗？,实验目的,了解交流电桥平衡的原理，领会比较法测量物理量的物理思想。用交流电桥测量电感和电容及其损耗；掌握调节交流电桥平衡的方法。,实验目的了解交流电桥平衡的原理，领会比较法测量物理量的物理思,实验原理,1. 电桥电学量的比较法测量方法,用于高阻值电阻测量的直流单臂电桥。,当检流计示数为零时，可以得到,或,例：,实验原理 1. 电桥电学量的比较法测量方法用于高阻值电阻,实验原理,2. 电学量比较测量法的推广电桥的分类,根据测量对象的不同，以及测量精度要求的不同，电桥可以分为以下几类：,直流电桥,交流电桥,单臂电桥：高电阻测量（1108）,双臂电桥：低电阻测量（10-41）,电容电桥,西林电桥,电感电桥,麦克斯韦电桥,电容测量,电感测量,实验原理2. 电学量比较测量法的推广电桥的分类 根,实验原理,3. 交流电桥的平衡条件,对于交流情况，电学量一般用复数形式表示，采用复数形式后，其平衡条件与直流情况有相同的形式,实验原理3. 交流电桥的平衡条件 对于交流情况，电学量,实验原理,1,4.电容容抗及损耗的测量,与直流情况不同，对于交流情况，电容对交流电的阻碍作用需要用两个参数来确定，可以用复数来表示,实验原理14.电容容抗及损耗的测量 与直流情况不同，对,实验原理,1,4.电容容抗及损耗的测量,并联形式,实验原理14.电容容抗及损耗的测量 并联形式,实验原理,1,4.电容容抗及损耗的测量,串联形式,与并联形式对比,当,实验原理14.电容容抗及损耗的测量 串联形式 与并联形,实验原理,1,4.电容容抗及损耗的测量,由于R2的存在，导致实际电容与理想电容之间存在差异，这种差异体现为损耗,电容的损耗,实验原理14.电容容抗及损耗的测量 由于R2的存在，导,实验原理,4.1.电容电桥,Z1为待测电容，Z2取为纯电阻与纯电容的串联，Z3和Z4取为两个纯电阻,实验原理4.1.电容电桥 Z1为待测电容，Z2取为纯电,实验原理,4.2. 西林电桥,Z1为待测电容，Z2取为纯电阻，Z3取为纯电阻与纯电容的并联，Z4取为纯电容,实验中，如果取R2=R3，则C4=Cx即可以实现电容的精确测量,实验原理4.2. 西林电桥 Z1为待测电容，Z2取为纯,实验原理,5.电感及其品质因数的测量,在实际电感线圈中存在“导线的电阻”，“分布电容”，“电感”,实际电感可以等效为一个L，R，C串并联电路,实验原理5.电感及其品质因数的测量 在实际电感线圈中存在,实验原理,5.电感及其品质因数的测量,电感对电流的阻碍作用称之为感抗，在低频情况下电感本身的分布电容可以忽略，其复数表达式为,R越小，线圈越接近纯电感，实际电感与理想电感的接近程度可以用品质因数Q来定量描述,Q越大，电感越理想,实验原理5.电感及其品质因数的测量 电感对电流的阻碍,实验原理,5.1. 电感电桥,与电容电桥类似，仅仅是将电容换成了电感,实验原理5.1. 电感电桥 与电容电桥类似，仅仅是将,实验原理,5.2. 麦克斯韦电桥,Z1为待测电感，Z2取为纯电阻，Z3取为纯电阻与纯电容的并联，Z4取为纯电阻,实验原理5.2. 麦克斯韦电桥 Z1为待测电感，Z2取,实验仪器,晶体管万用表（灵敏交流电流表）,标准可变电容箱,待测电容和待测电感,电阻箱,信号发生器交流电源,导线，开关,实验仪器晶体管万用表（灵敏交流电流表）标准可变电容箱待测电容,实验仪器,信号发生器交流电源,频率示数窗,频率细调旋钮,波段选择按钮,输出电压示数,输出电压大小调节旋钮,实验仪器信号发生器交流电源频率示数窗频率细调旋钮波段选择,实验仪器,标准可变电容箱,量程控制旋钮0.1 F,量程控制旋钮0.01 F,量程控制旋钮0.001 F,量程控制旋钮0.0001 F,电容测量要求精确到4位有效数字,实验仪器标准可变电容箱量程控制旋钮0.1 F量程控制旋钮,实验内容,分别自组“电容电桥”和“西林电桥”,测量待测电容的电容量CX、损耗电阻RX及损耗因数tan,交流电源频率取为1KHz。R3和R4多取几组数值。分析R3和R4取何值时，有利于提高测量精确度？自组“麦克斯韦电桥”，分别测量待测电感线圈的电感量CX、损耗电阻RX及品质因数Q，交流电源频率取为1KHz。,实验内容分别自组“电容电桥”和“西林电桥”,测量待测电容的电,实验数据记录与处理,实验数据记录与处理,实验数据记录与处理,实验数据记录与处理,电桥开始调节时应使交流电源的输出电压尽量小一些，避免器件烧毁。严格按照平衡条件设置电阻箱的阻值。尽可能调节电桥平衡，使毫伏表示数尽可能小。先粗调，摸索出调节平衡的方法后，再进行细调节。每次调节，都要先断开电源开关，以防通过检流计的电流过大。,实验注意事项,电桥开始调节时应使交流电源的输出电压尽量小一些，避免器件烧毁,