实验七、互感电路测量 一、实验目的 二、实验原理与说明 1. 学会互感电路同名端、互感系数以及耦合 系数的测定方法。 2. 理解两个线圈相对位置的改变， 以及用 不同材料作线圈芯时对互感的影响。 二、实验原理与说明 学会互感电路同名端、互感系数以及耦合 系数的测定方法。 2.理解两个线圈相对位置的改变，以及用 不同材料作线圈芯时对互感的影响。

二、原理说明 1. 判断互感线圈同名端的方法。 (1) 直流法 如图8-1所示，当开关S闭合瞬间， 若毫安表的 指针正偏， 则可断定“1”、“3”为同名端；指针 反偏，则“1”、“4” 为同名端。 + N 2 1 M 3 4 U + mA 图 8-1

根据互感电势 E2M≈U20＝ωMI1，可算得互感系数为 (2) 交流法 如图8-2所示，将两个绕组N1和N2的任意两端（如2、4端） 联在一起，在其中的一个绕组（如N1）两端加一个低电压， 另一绕组（如N2）开路，用交流电压表分别测出端电压 U13、U12和U34。若U13是两个绕组端压之差，则1、3是同 名端；若U13是两绕组端电压之和，则1、4是同名端。 2. 两线圈互感系数M的测定。 在图8-2的N1侧施加低压交流电压U1，测出I1及U2。 根据互感电势 E2M≈U20＝ωMI1，可算得互感系数为 u2 M＝ ── 　　ωI1

u 1 A V N 2 i 3 4 图8-2

k＝M/ 3. 耦合系数k的测定 两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数k来表示 如图8-2，先在N1侧加低压交流电压U1，测出N2侧 开路时的电流I1；然后再在N2侧加电压U2，测出N1侧开 路时的电流I2，求出各自的自感L1和L2，即可算得k值。

三、实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1 数字直流电压表 0～200V 2 数字直流电流表 0～200mA 3 交流电压表 名 称 型号与规格 数量 备注 1 数字直流电压表 0～200V 2 数字直流电流表 0～200mA 3 交流电压表 0～500V 4 交流电流表 0～5A 5 空心互感线圈 N1为大线圈 N2为小线圈 1对 DGJ-04

6 自耦调压器 1 7 直流稳压电源 0~30V 8 电阻器 30Ω/8W 510Ω/2W 各1 DGJ-05 9 发光二极管 红或绿 10 粗、细铁棒、铝棒 DGJ-04 11 变压器 36V/220V

四、实验内容 (1) 直流法 实验线路如图8-1所示。先将N1和N2两线圈的 四个接线端子编以1、2和3、4号。将N1，N2 同心地套在一起，并放入细铁棒。U为可调直 流稳压电源，调至10V。流过N1侧的电流不可 超过0.4A（选用5A量程的数字电流表）。 N2侧直接接入2mA量程的毫安表。将铁棒迅速 地拨出和插入，观察毫安表读数正、负的变化， 来判定N1和N2两个线圈的同名端。 (1) 直流法

图 8-3 V i ~ W 1 1 3 A B ~ N N LED 1 2 u u 1 2 12V Ω ~ 510 36V 2 4 N

1 接通电源前，应首先检查自耦调压器是否调至零位， (2) 交流法 本方法中，由于加在N1上的电压仅2V左右，直接用屏内 调压器很难调节，因此采用图8-3的线路来扩展调压器 的调节范围。图中W、N为主屏上的自耦调压器的输出端， B为DGJ-04挂箱中的升压铁芯变压器，此处作降压用。 将N2放入N1中，并在两线圈中插入铁棒。A为2.5A以 上量程的电流表，N2侧开路。 1 接通电源前，应首先检查自耦调压器是否调至零位， 确认后方可接通交流电源令自耦调压器输出一个很 低的电压（约12V左右），使流过电流表的电流小于 1.4A，然后用0～30V量程的交流电压表测量U13，U12， U34，判定同名端。

拆去2、4联线并将2、3相接,重复上述步骤，判定同名端。 2. 拆除2、3连线，测U1，I1，U2，计算出M。 3. 将低压交流加在N2侧，使流过N2侧电流小于1A，N1侧开路， 按步骤2测出U2、I2、U1。 4. 用万用表的R×1档分别测出N1和N2线圈的电阻值R1和R2， 计算K值。 5. 观察互感现象 在图8-3的N2侧接入LED发光二极管与510Ω(电阻箱) 串联的支路。 将铁棒慢慢地从两线圈中抽出和插入，观察LED 亮度的变化及各电表读数的变化，记录现象。

五、实验注意事项 (2) 改用铝棒替代铁棒，重复(1)、(2)的步骤，观察LED的 亮度变化，记录现象。 整个实验过程中，注意流过线圈N1的电流不得超过1.4A， 流过线圈N2的电流不得超过1A。 2.测定同名端及其他测量数据的实验中，都应将小线圈N2 套在大线圈N1中，并插入铁芯。 3.作交流试验前，首先要检查自耦调压器， 要保证手柄 置在零位。因实验时加在N1上的电压只有2～3V左右， 因此调节时要特别仔细、小心， 要随时观察电流表的 读数，不得超过规定值。

六、预习思考题 1.用直流法判断同名端时，可否以及如何根据S断开瞬间 毫安表指针的正、反偏来判断同名端？ 2.本实验用直流法判断同名端是用插、拨铁芯时观察电流 表的正、负读数变化来确定的（应如何确定？），这与 实验原理中所叙述的方法是否一致？ 七、实验报告 1. 总结对互感线圈同名端、互感系数的实验测试方法。 2. 自拟测试数据表格，完成计算任务。 3. 解释实验中观察到的互感现象。 4. 心得体会及其他。