交流电桥实验报告.doc

实验:交流电桥实验时间:
【实验概述】
交流电桥是测量电感,电容中精度最高的测量仪器,也是实验室中常用的测量仪器。
【实验目的及要求】
学习用交流电桥测量电容,电感及其损耗的方法。
了解交流电桥的平衡原理,掌握调节平衡的方法。
【仪器及用具】
TFG2000系列DDS函数信号发生器(做交流电源用),JK—08型交流检流计,数字万用表,电阻箱,标准电容器,可调标准电感,待测电容及待测电感。
【实验原理】
交流电桥的平衡条件
交流电桥的电路形式与直流电桥相同,并且都是采用比较法进行测量。其电路如图14-1所示。交流电桥的交流信号为Us;指零器G采用高灵敏度的交流毫伏表或交流检流计等;桥臂中各元件不都是电阻,它们也可以是电容、电感或R L C的组合回路等。
由于交流电桥中含有电感,电容等元件。因此,电桥的平衡条件为VB=VD,即两个交流电压相等的条件不只是电压幅度相同,还要相位相同,根据平衡条件:
()
图()
若把复阻抗用指数形式表示,则()式可写成:
上式成立须满足:
()
()
()式和()式即为交流电桥平衡条件。
图()为测量电容的一种电路。图中
图()
为标准电容的损耗电阻,其值很小,可以忽略不计,由平衡条件得:
根据复数相等原理

图()为测量电感的一种电路。图中

图()
根据平衡条件得出:

化简后得到:

为标准电感的损耗电阻。
2、调节交流电桥平衡应注意如下几个问题:
⑴事先设法知道待测元件的大概数值,根据平衡公式选定调节参量的数值,务使电桥从开始起就不至于远离平衡。
⑵用电桥测量时,往往总是分粗测和精测两步完成。粗测的目的是知道待测元件数值的大致范围,精测的目的是选择合适的元件和数值,确保各量的精度,从而保证最终结果的准确度。
⑶分步调,反复调,在每一步中抓住主要问题。例如测电容时,由于一般电容器的损耗电阻Rc都比较小(标准电容的损耗电阻几乎为零)所以一开始R2可取零,这时虽然Rc的表达式得不到满足,但是偏离也不大,而Cx的表达式尽可能得到满足,当指示器中的示数已达到一个极小值,再调节R2使指示器的示数又一次达到极小值。如此反复调下去,使电桥一步步更接近平衡,直到指示器的示数无法再小为止。电桥就达到了平衡。测电感时调节平衡步骤原则上与上相同。
【实验内容】
()测量待测电容及其,标准电容箱的损耗电阻忽略不计。(要求三种情况进行测量;取时, 分别为1000 和100 两种情况进行测量。)
2、用自搭西林电桥,取合适的两种情况进行测量。)
()测定待测线圈的电感及其并测定其损耗电阻(需测所用标准电感的损耗电阻)。
4、用麦克斯韦电桥,测定待测线圈的值要求尽可