1.7　交流参数的测定（三表法）实验

一、实验目的

（1）学习用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数。

（2）学习功率表的使用方法。

二、实验仪器设备

（1）三相调压器1台。

（2）交流电压表1块。

（3）交流电流表1块。

（4）低功率因数功率表1块。

（5）被测电感线圈1个。

三、实验原理与说明

（1）交流电路中，元件的阻抗值或无源一端口网络的等效阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表和功率表分别测出元件（或网络）两端的电压U、流过的电流I和它所消耗的有功功率P之后再通过计算得出，其关系为：

阻抗的模：

功率因数：

等效电阻：

等效电抗：X=|Z|sinφ

这种测量方法简称为三表法，它是测交流阻抗的基本方法。

（2）从三表法测得的U、I、P的数值还不能判别被测阻抗属于容性还是感性，一般可以用下列方法加以确定。

①在被测元件两端并接一个适当容量的电容器，若电流表读数增大，则被测元件为容性；若电流表的读数减小，则为感性。

②利用示波器观察被测元件的电流与电压之间的相位关系，电流超前于电压为容性，电流滞后于电压为感性。

③电路中接入功率因数表，从表上直接读出被测阻抗元件的cosφ值，读数超前为容性，读数滞后为感性。

（3）上述交流参数的计算公式中忽略了仪表的内阻，若考虑到仪表内阻，测量中显然存在方法误差，必要时需加以校正。对图1-7-1（a）所示的电路，校正后的参数为：

式中：R、X为校正前根据测量计算得出的电阻值和电抗值；RI、XI为电流表线圈及功率表电流线圈的总电阻值和总电抗值。

对于图1-7-1（b）所示的电路，校正后的参数为：

X′≈X

式中：P为功率表测得的功率；Pu为电压表与功率表电压线圈所消耗功率；P′为校正后的功率值；Ru为电压表内阻；Rwu为功率表电压线圈内阻。

四、实验内容与步骤

（1）按图1-7-2接线。

（2）合电源开关，调压器输出电压从零开始调到给定值，读U、I、P测量值，记录于表1-7-1中。

（3）调压器活动触点不变，断开电源开关，功率表电压线圈改为后接，接好后合上电源开关，再读U、I、P测量值，记于表1-7-1中，将读数与步骤2进行比较。

（4）调压器活动触点位置不变，断开电源开关，将电流表改为外接形式，如图1-7-1（b）所示电路。改好后，合上电源开关，再读U、I、P的测量值，记录于表1-7-1中，并与步骤（2）和步骤（3）的读数进行比较。

五、注意事项

所有电路的改接，都必须在断开电源开关后进行。实验完毕后，调压器要调回零位。在实验过程中，人手和身体不得接触带电部分。

六、思考题

（1）为了提高实验结果的准确性，什么情况下选用图1-7-1（a）所示的测量电路，什么情况下选用1-7-1（b）所示的电路？

（2）如果用功率因数表替换三表法中使用的功率表，是否也能测出元件的等效阻抗？