1. 谐振法测电感实验
谐振电流
在电感和电容并联的电路中,当电容的大小恰恰使电路中的电压与电流同相位,即电源电能全部为电阻消耗,成为电阻电路时,叫作并联谐振。并联谐振也称为电流谐振。并联谐振是一种完全的补偿,电源无需提供无功功率,只提供电阻所需要的有功功率。谐振时,电路的总电流最小,而支路的电流往往大于电路的总电流,因此,并联谐振也称为电流谐振。
2. 谐振法测电感实验串联电阻
串联谐振的公式为:
Z=√R2+XC-XL2=R。
串联谐振在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中,电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果调节电路元件的参数或电源频率,可以使它们位相相同,整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下,电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。
3. 谐振法测电感实验报告数据
一、电缆基本参数及耐压试验要求
10kV/300mm2电缆1km,电容量≤0.37μF,试验频率为30-300Hz,试验电压17.4kV。
二、电缆耐压装置——串联谐振容量确定
1、 对10kV,300mm2 ,1km电缆,电容量≤0.37μF,试验电压17.4kV:
试验电流 I=2πfCU试 =2π×35×0.37×10-6×17.4×103=1.
2、 对应电抗器电感量 L=1/ω2C=56H
结论:串联谐振装置容量定为36kVA/18KV;分2节电抗器,电抗器单节为18kVA/18kV/1A/112H过组合使用能满足上述被试品的试验要求。
一、 电缆基本参数及耐压试验要求
1.10kV/240mm2电缆500m,电容量≤0.17μF,试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。
2.10kV/180mm2电缆1000m,电容量≤0.31μF,试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。
二、电缆耐压装置——串联谐振容量确定
1、 对10kV,180mm2 ,1000m电缆,电容量≤0.31μF,试验电压22kV:试验电流
I=2πfCU试 =2π×45×0.31×10-6×22×103=1.9A
2、 对应电抗器电感量 L=1/ω2C=40H
结论:串联谐振装置容量定为44kVA/22kV;分2节电抗器,电抗器单节为22kVA/22kV/1A/80H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。
一、 电缆基本参数及耐压试验要求
10kV/300mm2电缆1.5km,电容量≤0.56μF,试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。
二、 电缆耐压装置——串联谐振容量确定
1、 对10kV,300mm2,1.5km电缆,电容量≤0.56μF,试验电压22kV:
试验电流 I=2πfCU试 =2π×35×0.56×10-6×22×103=2.8A
2、 对应电抗器电感量 L=1/ω2C=35H
结论::串联谐振装置容量定为73kVA/22KV;分2节电抗器,电抗器单节为36.5kVA/22kV/1.66A/70H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。
一、电缆基本参数及耐压试验要求
10kV,300平方毫米交联电缆2km,电容量≤0.74μF,试验电压17.4kV。
二、 电缆耐压装置——串联谐振容量确定
8.7kV/10kV,300mm2电缆2000m,电容量≤0.74μF,试验频率为30-300Hz,试验电压17.4kV,频率取40Hz,试验电流I=2πfCU试 =2π×40×0.74×10-6×17.4×103=3.2A
对应电抗器电感量 L=1/ω2C=22H
装置电流取4A,电压取20kV,设计二节电抗器,使用电抗器二节并联,则电抗器单节为40kVA/20kV/2A/44H,系统总容量为80kVA。
结论:串联谐振装置容量定为80kVA/40kV,分二节电抗器,电抗器单节为40kVA/20kV/2A/44H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。
4. 谐振法测电感实验中电阻R对测得电感精度的影响
1.串联谐振电路当输入信号频率等于电路的谐振频率时,电阻上的电压获得最大值。但电路中电阻阻抗不能太大,否则电感和电容上分到的电压太少,不能有效地显示出电路的谐振效应。另外,串联谐振电路能削弱输入信号频谱中其他频率上的能量,保留谐振频率上的能量,可以用一个或多个串联谐振电路来从输入信号中选择某一频率的信号。
2.实验误差的形成:交流毫伏表未校准,所用器件参数有误差或使用中被烧坏而不知,电路焊接不牢或错焊,接头、探针有接触电阻,电容在测量中产生反馈等。
3.理解了掌握电路板的焊接技术以及信号发生器、交流毫伏表等仪表的使用,初步掌握 Origin 绘图软件的应用。
5. 谐振法测电感实验结果分析
已知某并联谐振电路,电感L=200微亨,电容C=200微微法,电阻R=10欧姆,求回路的谐振频率f₀。
解:f₀=1/2π√LC……①
计算过程中,电感电容的单位使用亨利和法拉,因此需要将题目中的单位进行变换。
200微亨=200×10^-6亨利
200微微法=200×10^-12法拉
代入①计算
f₀=1/2π√200²×10^-18
=1/2π×200×10^-9
≈0.8×10^6赫兹
=0.8兆赫兹