实验八 互感电路的测量
互感电路实验报告结论
竭诚为您提供优质文档/双击可除互感电路实验报告结论篇一：互感器实验报告综合性、设计性实验报告实验项目名称所属课程名称工厂供电实验日期20XX年10月31日班级电气11-14班学号05姓名刘吉希成绩电气与控制工程学院实验室一、实验目的了解电流互感器与电压互感器的接线方法。
二﹑原理说明互感器（transformer）是电流互感器与电压互感器的统称。
从基本结构和工作原理来说，互感器就是一种特殊变压器。
电流互感器（currenttransformer，缩写为cT，文字符号为TA），是一种变换电流的互感器，其二次侧额定电流一般为5A。
电压互感器（voltagetransformer，缩写为pT，文字符号为TV），是一种变换电压的互感器，其二次侧额定电压一般为100V。
（一）互感器的功能主要是：（1）用来使仪表、继电器等二次设备与主电路（一次电路）绝缘这既可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备，有可防止仪表、继电器等二次设备的故障影响主回路，提高一、二次电路的安全性和可靠性，并有利于人身安全。
（2）用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围通过采用不同变比的电流互感器，用一只5A量程的电流表就可以测量任意大的电流。
同样，通过采用不同变压比的电压互感器，用一只100V量程的电压表就可以测量任意高的电压。
而且由于采用互感器，可使二次仪表、继电器等设备的规格统一，有利于这些设备的批量生产。
（二）互感器的结构和接线方案电流互感器的基本结构和接线电流互感器的基本结构原理如图3-2-1-1所示。
它的结构特点是：其一次绕组匝数很少，有的型式电流互感器还没有一次绕组，而是利用穿过其铁心的一次电路作为一次绕组，且一次绕组导体相当粗，而二次绕组匝数很多，导体很细。
工作时，一次绕组串联在一次电路中，而二次绕组则与仪表、继电器。
互感电路实验报告
互感电路实验报告互感电路实验报告引言：互感电路是电工学中的重要实验内容之一，通过互感电路的实验研究，可以深入理解电磁感应的原理和互感现象。
本实验旨在通过搭建互感电路，观察和分析电流、电压的变化规律，以及互感现象对电路性能的影响。
实验目的：1. 了解互感电路的基本原理和概念。
2. 掌握互感电路的搭建方法和测量技巧。
3. 观察和分析互感电路中电流、电压的变化规律。
4. 研究互感现象对电路性能的影响。
实验原理：互感电路是由两个或多个线圈（即电感）通过磁场相互联系而形成的电路。
当通过一个线圈的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势，从而引起电流的变化。
这种相互感应的现象称为互感现象。
实验器材和仪器：1. 交流电源2. 电感线圈3. 电阻4. 电压表5. 电流表6. 示波器实验步骤：1. 搭建互感电路，将两个电感线圈串联，通过交流电源供电。
2. 将电阻接在电感线圈的一侧，以控制电流大小。
3. 使用电压表和电流表分别测量电感线圈中的电压和电流。
4. 根据实验数据，绘制电流-时间和电压-时间的波形图。
5. 调整交流电源的频率，观察电流、电压的变化规律。
6. 分析互感现象对电路性能的影响，如电压的放大或衰减、相位差等。
实验结果与分析：通过实验观察和数据分析，我们得到了电流-时间和电压-时间的波形图。
在互感电路中，当一个电感线圈中的电流变化时，另一个电感线圈中也会产生感应电动势，从而引起电流的变化。
这种变化可以通过示波器观察到，波形图呈现出一定的相位差。
在实验中，我们还发现了互感现象对电路性能的影响。
当两个电感线圈的互感系数较大时，电压的放大效应明显，即在输入电流较小的情况下，输出电压可以得到显著的放大。
而当互感系数较小时，电压的衰减效应较为明显，输入电流较大时，输出电压的增益较小。
此外，我们还观察到了互感电路中的共振现象。
当交流电源的频率与电感线圈的共振频率相匹配时，电流和电压的幅值会达到最大值，同时相位差也会发生变化。
互感电路实验报告
互感电路实验报告
《互感电路实验报告》
摘要：
本实验旨在通过搭建互感电路并测量其电压和电流的变化，探究互感电路的工作原理和特性。
实验结果表明，互感电路在不同频率下具有不同的电压和电流响应，且具有较大的电感和耦合系数。
引言：
互感电路是电路中常见的一种电感元件，它由两个或多个线圈相互绕制而成。
当通过一个线圈的电流发生变化时，另一个线圈中就会感应出电动势和电流。
本实验将通过搭建互感电路并测量其电压和电流的变化，来探究互感电路的工作原理和特性。
实验步骤：
1. 将一个电感线圈L1和一个电阻R1串联连接，接入交流电源。
2. 在电感线圈L1的另一端并联连接一个电感线圈L2。
3. 使用示波器测量L1和L2的电压和电流随时间的变化。
实验结果：
通过实验测量，我们得到了互感电路在不同频率下的电压和电流响应曲线。
实验结果表明，互感电路在低频时具有较大的电感和耦合系数，而在高频时则表现出较小的电感和耦合系数。
此外，当一个线圈中的电流发生变化时，另一个线圈中也会感应出电动势和电流，表现出互感电路的特性。
讨论：
通过本次实验，我们深入了解了互感电路的工作原理和特性。
互感电路在电子
电路中有着重要的应用，例如变压器、滤波器等。
因此，对互感电路的深入研究对于电子工程技术具有重要的意义。
结论：
本实验通过搭建互感电路并测量其电压和电流的变化，探究了互感电路的工作原理和特性。
实验结果表明，互感电路在不同频率下具有不同的电压和电流响应，且具有较大的电感和耦合系数。
这些结果对于进一步理解和应用互感电路具有重要意义。
互感电路实训
变压器电路
图9-5
变压器电路
1. 变压器空载特性
当变压器二次测开关S 断开时，变压器处于空载状态。 一次电流 I1＝I0，称为空载电流，空载电流与一次电压有 关，两者之间的关系特性称为空载特性，即： U f (I )
1 0
空载电流I0 （励磁电流）与磁场强度H成正比，磁感 应强度B 与电源电压U1 成正比，因此，空载特性曲线与铁 心的磁化曲线 B f ( H ) 是一致的。
9.1.4 实训内容与步骤
1. 互感线圈同名端的测定
（1）直流法
测量电路如图 9-3 所示。电路参数：直流稳压电源＝ 6~10V，可变电阻 R＝47Ω ，N1为直径大的空心线圈，N2 为直径小的空心线圈。
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实验电路
图9-3 直流法测量同名端电路
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图9-7
变压器特性测试电路
（1）变压器电压比的测试
变压器一次侧施加 220V 交流电压，将开关 S 断开， 使变压器二次绕组开路，即变压器二次侧空载。用电压 表测量一、二次电压 U1、U2，电流表测量空载电流 I0， 功率表测量功率 P0，并将测量结果填入表 9-4 中，计算 电压比。
（2）变压器空载特性测试
2) 熟悉互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的 测定方法。
3) 掌握互感电路的实验研究方法 。
9.1.2 实训原理 1. 互感线圈同名端的测定方法
（1）直流法
测试电路如图 9-1 所示。直流电源经开关与互感线圈 N1连接，在线圈N2回路接一直流毫安表，在开关S闭合瞬间， 线圈 N1 回路中的电流 I1 通过互感耦合，将在线圈 N2 中产生 一互感电势，同时也产生一电流I2使毫安表发生偏转，若指 针正偏，可断定端子1、3为同名端；若指针反偏，则1、4 为同名端（仅在开关S闭合瞬间成立）。
互感电路实验报告
互感电路实验报告1. 了解互感电路的基本原理；2. 掌握互感电路的实验方法；3. 探究电感互感现象的特性与规律。
实验仪器：1. 直流电源；2. 电阻箱；3. 电感器；4. 互感线圈；5. 数字万用表；6. 示波器。
实验步骤：1. 搭建串联电感电路，将电感器连接在直流电源的正负端之间，接通电源；2. 调节电源电压，使电流保持稳定；3. 分别测量电感器的电压和电流，并记录；4. 拆解串联电感电路，将互感线圈连接在电源的负极和电感器之间；5. 测量互感线圈的电压和电感器的电流，并记录；6. 分析实验数据，观察互感电路的特性。
实验原理：互感现象是指电感元件（线圈）中的磁通量分布引起的两个线圈之间的电流耦合现象。
当改变一个线圈中的电流时，会在另一个线圈中感应出电动势，从而产生电压。
互感电路由一个电感器和一个互感线圈组成。
通过改变电感器的电流，可以观察到互感线圈中的电压的变化。
实验结果：在实验中，我们记录了电感器和互感线圈中的电压和电流数据，通过计算和分析，得到了以下实验结果：1. 在串联电感电路中，当改变电感器的电流时，电感器的电流和电压均随之变化，呈正相关关系；2. 在互感电路中，当改变电感器的电流时，互感线圈中的电压随之变化，呈正相关关系，但变化幅度较小。
实验讨论：1. 电感现象是由于电感器和互感线圈中的磁通量变化引起的。
当电感器中的电流发生变化时，线圈中的磁场强度也随之变化，从而导致互感线圈中的电压发生变化。
2. 在串联电感电路中，电感器的电流和电压的正相关关系表明，随着电感器电流的增大，电感器中的磁场强度增大，导致其自感电势增大，从而使电压也增大。
3. 在互感电路中，互感线圈中的电压和电流的正相关关系表明，互感线圈中的磁场强度随电感器电流的变化而变化，并感应出电动势，从而产生电压。
4. 互感电路的特性主要受到电感器和互感线圈的参数影响，如线圈的匝数、磁芯的材料和电感的大小等。
5. 互感电路在实际应用中具有重要意义，如变压器、感应器和互感耦合放大器等。
互感的测量实验报告
互感的测量实验报告互感的测量实验报告引言：互感是电磁学中的重要概念，它描述了电流在两个或多个线圈之间传递能量的能力。
在电力系统、电子器件以及通信技术中，互感起着至关重要的作用。
为了深入了解互感的特性和测量方法，我们进行了一系列的实验。
实验目的：本实验旨在通过测量不同线圈之间的互感系数，探究互感的特性，并验证互感公式。
实验装置：本实验采用了一对线圈，其中一个线圈被称为主线圈，另一个线圈被称为副线圈。
实验中使用的线圈都是螺线管，主线圈和副线圈之间通过铁芯相连。
实验中我们使用了交流电源、万用表和示波器。
实验步骤：1. 首先，将主线圈和副线圈分别连接到交流电源上，确保电源的输出频率和电压稳定。
2. 将万用表的测量模式调整为电感测量，并将其连接到主线圈上。
记录下主线圈的自感值L1。
3. 将示波器的探头连接到副线圈上，并调整示波器的垂直和水平刻度，以便观察到副线圈的电压波形。
4. 调整交流电源的频率，并观察示波器上副线圈电压的变化。
记录下频率f和副线圈电压V2的数值。
5. 重复步骤4，改变主线圈的电流强度，记录下不同电流下副线圈电压V2的数值。
6. 根据实验数据，计算互感系数M，使用公式M = V2 / (2πfL1)。
实验结果分析：通过实验数据的记录和计算，我们得到了不同频率和电流下的互感系数M的数值。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 互感系数与频率成正比：随着频率的增加，互感系数也增加。
这是因为在高频率下，电流更容易在线圈之间传递能量，导致互感增加。
2. 互感系数与电流强度成正比：随着电流的增加，互感系数也增加。
这是因为较大的电流会产生更强的磁场，从而增强了线圈之间的互感。
3. 互感系数与线圈自感成反比：互感系数与主线圈的自感成反比。
这是因为线圈的自感越大，电流在线圈之间传递能量的能力越弱，导致互感系数减小。
结论：通过本实验，我们成功地测量了互感系数，并验证了互感公式。
我们发现互感系数与频率、电流强度以及线圈自感之间存在一定的关系。
互感实验报告
互感实验报告互感实验报告引言：互感实验是电磁学中的一项重要实验，通过它我们可以深入了解电磁感应的原理和互感现象的特性。
本次实验旨在通过构建简单的电路，观察互感对电流和电压的影响，并分析实验结果。
通过实验，我们可以进一步加深对电磁感应的理解。
实验目的：1. 了解互感的概念和原理；2. 掌握互感实验的基本步骤；3. 观察互感对电流和电压的影响；4. 分析实验结果，总结互感现象的特点。
实验材料：1. 电感线圈（主线圈和副线圈各一）；2. 电源；3. 直流电流表；4. 电压表；5. 开关。
实验步骤：1. 将主线圈和副线圈分别连接到电源上，并通过开关控制电流的通断；2. 在主线圈和副线圈上分别接入电压表和电流表，以测量电压和电流的变化；3. 打开电源，记录主线圈和副线圈的电流和电压数值；4. 关闭电源，再次记录电流和电压的数值；5. 重复实验多次，取平均值。
实验结果：通过实验记录和数据统计，我们得到了如下的实验结果：1. 当电流通过主线圈时，副线圈中也会产生感应电流。
副线圈的电流大小与主线圈的电流成正比，即互感现象的特点之一；2. 当主线圈中的电流发生变化时，副线圈中也会产生感应电流。
副线圈中的感应电流大小与主线圈中电流变化的速率成正比，即互感现象的特点之二；3. 当主线圈中的电流方向改变时，副线圈中的感应电流方向也会相应改变。
这是由于互感的性质决定的。
讨论与分析：通过实验结果的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 互感是电磁感应的一种重要现象，它是电磁学中的基础概念之一；2. 互感现象的产生与电流的变化有关，电流变化越快，互感效应越明显；3. 互感现象的应用广泛，例如变压器、感应电机等都是基于互感原理设计的。
结论：通过本次互感实验，我们深入了解了互感的概念和原理，并通过实验观察和数据分析，得出了互感对电流和电压的影响规律。
互感作为电磁学的重要内容，对于电路和电磁设备的设计与应用有着重要的意义。
通过实验，我们不仅加深了对互感现象的理解，也培养了实验操作和数据分析的能力。
普通物理II实验-实验八 电感位移传感器特性研究
实验八电感位移传感器特性研究【实验目的】1.了解电感位移传感器工作原理；2.测量自感式传感器特性；3.测量差动变压器式传感器特性。
【实验原理】1．自感式位移传感器当磁棒插入线圈中并发生位移时，回路自感的大小与这回路所围面积的磁链数有关，由于磁棒在外部的磁感线是发散的、密度较稀，在内部的磁感线密度很大，所以自感L随磁棒位移x而发生变化。
而自感式传感器是把被待测位移变化转换成自感L变化的一种传感器。
自感式传感器的自变量为L，电感测量常见方法有以下两种。
（1）RL分压法测电感图9.1（a）所示的RL分压法测量电感接线图，因为电感的电流落后电压90°，而串联电路流过的电流是相同的，所以电感的电流与电阻的电压同相位。
我们把电阻电压VR放在X轴上，则电感电压VL在Y轴正向。
因为串联电路流过的电流相同，所以我们可以把电流因子约去。
由图9.1（b）可知V R V i =√VR2+VL2=√1+(ωL/R)（1）L=Rω√(Vi/VR)2−1（2）所以，只要已知R、ω、Vi ，测量VR即可求出L。
（2）LC谐振电流法测量电感如图9.2所示，我们再在RL回路中串入一个电容C。
串联电路流过各元件的电流相同，但电容上的电压落后电流90°。
我们仍把电阻上的电压作为参考量放在x轴，那么，电容电压将位于y轴的负方向。
这样电容上的电压和电感上的电压都位于y轴且方向相反。
一种特殊情况下，无论电感和电容的值是多少，总能找到一个频率使得VC=VL，由图9.2（b）看出，在y方向上的合成量为零。
这种情况称之为谐振，此时回路电流为谐振电流，用取样电阻R就得到了取样电压，此时取样信号与信号源信号同相位且为最大值，利用这个特点，我们可以测量精确电感。
由VC=VL，约去电流因子我们有XC=XL，即ωL=1（3）ωC（4）L=1ω2C可以看出，只要信号源频率、电容C已知，L就可以计算。
这种测量方式避免了测量仪表直接加在被测元件上，对于小容量电容测量很有好处，由于是比较相位，所以特别灵敏。
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实验八 互感电路的测量
一．实验目的
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.通过两个耦合线圈顺向串联和反向串联实验，加深理解互感对电路等效参数以及电压、电流的影响。
二．实验基本知识
1.判断互感线圈同名端的方法 （1）直流法
为了正确判断互感电动势的方向，必须首先判断两个具有互感耦合线圈的同名端，判断互感电路同名端的方法是：用一直流电源开关瞬间与互感1接通（图8-1）在线圈2回路中接一直流毫安表，在开关K 闭合的瞬间，线圈1回路中的电流I 1通过互感耦合将在线圈2中产生一互感电势并在线圈2回路中产生一电流I 2使所接毫安表发生偏转，根据愣次定律及图示所假定的电流方向，当毫安表正向偏转时，线圈1与电源正极相接的端点1与线圈2直流毫安表正极相接的端点2′和线圈1与电源正极相接的端1为同名端，(注意上述判定同名端的方法在开关K 闭合的瞬间才成立)。
图8-1 图8-2
（2）交流法
互感电路同名端也可利用交流法来测定，将线圈1的一个端子1`与线圈2的一个端子2′用导线连接（如图8-2中虚线所示）在线圈1两端加以交流电压，用电压表分别测1及1′两端与２、2′两端的电压，设分别为U 11′与U 12，如果U 12>U 11′`,则用导线连接的两个端点（1′与2′）应为异名端（也即1′与2′以及1与2′为同名端），因为如果假定正方向为U 11′，当1与2′为同名端时，线圈2中互
2′
2
1
感电压的正方向为U 2′2,所以U 12=U 11′+U 2′`2,U 12(因1′与2′相联)必然大于电源电压U 11′,同理，如果1，2两端电压的读数U 12小于电源电压（即U 12<U 11′）此时1′与2′即为同名端。
2.系数的测定方法
在互感电路的分析计算时，除了需要考虑线圈电阻、电感等参数的影响外，还应分别注意互感电势（或互感电压降）的大小及方向的正确判定，为了测定互感电势的大小，可将两个具有互感耦合的线圈中的一个线圈（例如线圈2）开路而在另一线圈（线圈1）上加以一定电压，用电流表测出这一线圈中的电流I 1，同时用电压表测出线圈2的端电压U 1，如果所用的电压表内阻很大，可近似的认为I 2=0（即线圈可看作开路），这时电压表的读数就近似的等于线圈2中互感电动势E 2M ，即U 2≈E 2M =ωMI 1。
式中ω为电源的角频率，工频时ω=314弧度/秒，由上式可推算出互感系数M 为M ≈U 2/ωI 1。
这就是最简单的互感系数的测定方法。
互感电路的互感系数M 也可以通过两个具有互感耦合的线圈，加以顺向串联和反向串联而测出，当两线圈顺接时如图12-3（a ）所示，有
U=I(R 1+j ωL 1)+Ij ωM+I(R 2+j ωL 2)+Ij ωM=I[(R 1+R 2)+j ω(L 1+L 2+2M)] =I(R 等效+jωL 等效)
由此可得出顺接进电路的等效电感L 等效=L 1+L 2+2M 两个线圈反接时，电压方程式为
U′=I′(R 1+jωL 1)-I′jωM+I′(R 2+jωL 2)-I′jωM=I′[(R 1+R 2)+ jω(L 1+L 2-2M)] =I′（R′等效+j ωL′等效）
(a) (b)
图8-3
..1I M j U M ω= .
2M U =jωM .
I ..1I M j U M ω= ˊ
.
2M U =jωM .
I ˊ
反接时的的等效电感L′等效=L 1+L 2-2M
如果用万用表测出两线的电阻R 1和R 2，再用电压表分别测出顺接时的电压，电流分别为U 、I ，反接时的电压电流分别是U′、I′，则
()2
2等效等效等效L R Z I
U ω+==
（8-4）
()
2
2等效‘
等效等效‘‘‘L R Z I
U ω+==
（8-5）
由上式可算出：
X 等效=()2
212R R Z +-等效=ωL 等效=ω（L 1+ L 2+2M ）（8-6）
X 等效=()2
212'R R Z +-等效=ωL′等效=ω（L 1+ L 2-2M ） （8-7）
算得 M=
ω
4等效
‘等效X X - （8-8）
上述方法也可判定两个具有互感耦合线圈的极性，当两线圈用正反两种方法串联后，加以同样电压，电流数值大的一种接法是反向串联，小的一种接法由此可定出极性（同名端）。
两个互感线圈耦合松紧程度常用耦合系数K 来表示
K=
2
1L L M （8-9）
如在线圈1上加以电压U 1，测出电流I 1，（此时线圈2应开路），然后线圈2上加以电压U 2，测出电流I 2（此时线1圈应开路），可求出两个线圈的自感L 1和L 2，已知L 1、L 2和M 即可求出耦合系数K 。
三．仪器设备及选用挂箱
四．实验内容及步骤
1．测试两个互感线圈的同名端
（1）直流法
接线如图8-1所示直流电源E用GDS-03的输出（输出电压调至2V左右即可）。
直流毫伏表用实验室自配的500型万用表毫安挡。
将小开关K迅速合上，看清电表偏转方向后立即打开开关，若毫安表正偏，则线圈接电源“+”极性端为同名端，即1，2为同名端。
反之，为异名端。
（2）交流法
按图8-2将线形互感器两线圈串联起来，将GDS-12交流电流表串接，GDS-11交流电压表并联，在线圈12′上加上来自电源控制屏输出的单向可调交流电压，注意流过线圈电流应不超过0. 35A（用GDS-12交流电流表监测）。
用交流电压表5V档测量U′1′1和U12，若U12 >U11,则1与2为异名端(或1′与2为同名端)。
若U12 <U11则1,2为同名端。
2．测量两个互感线圈的自感L1、L2和互感M
(1) 将线性互感线圈11′通过220/36V单相变压器后再接至电源控制屏单相可调电压输出端U N（图8-4），调节电源控制屏输出电压。
使通过线圈电流不超过0.8A，线圈2-2′开路，用交流电压表250 V档测出U1、U2，GDS-12交流电流表测I1，计入表8-1，用万用表测出线圈1电阻R1，由U1、I1可计算出线圈1的自感，由U2、I1可计算出线圈1对线圈2产生的互感M，在此，ω=2πf=314弧度/
图8-4
改变线圈上的交流电压，重复上述测量和计算，再改变一次在线圈1上的交流电压，再重复一次测量和计算，一共做三次，求出L1平均值和M平均值。
(2)将线圈2-2′与1-1′位置互换，线圈1开路，调节电源控制屏输出电压，使通过线圈的电流不超过0.35A，重复上面实验测出U2、I2、U1用万用表测出线圈2的电阻R2，计算出L2和线圈2对线圈1的互感（与线圈1对线圈2的互感相等）以及Z2、X2。
同样也要改变加在线圈2上的交流电压。
一共做三次。
最后计算出L2和M的平均值，均记入表8-2中。
3．用两互感线圈顺向串联和反向串联的测试方法，测出线圈间互感，等效电阻，等效阻抗和等效电抗。
注意，此时电流不得超过0.35A。
(1) 按图8-3（a）将两个线圈顺向串联，为使通过线圈电流不超过0.35A，串入GDS-12交流表加以监视。
两线圈串联后接至电源控制屏单相可调交流电压输出端，用GDS-11交流电压表测量，每改变一次电压记下U和I值，一共做三次，用万用表电阻档测量两串联线圈总的等效电阻R
等效
=R1+R2，根据式8-4计
算出等效阻抗Z
等效。
由式8-6计算出线圈等效电抗X
等效
，均记入表8-3中。
（2）按图8-3（b）将两个线圈反向串联，重复上述的测量和计算，再根据式8-8算出每次互感系数M，求得M的平均值，均记入表8-3中。
五．实验数据记录
表8-1
表8-2 线圈1开路测量
表8-3 线圈1和2顺向及反向串联测量
六．注意事项
1.实验中用GDS-09挂箱中互感器，原副边电阻可用万用表电阻档测量。
2.不使互感线圈烧坏，电流应小于0。
35A，由于线圈电阻较小不便于电流调节，与线圈串联1个200Ω电阻可以方便实验。
七．实验报告
总结对互感线圈同名端，互感系数的实验测试方法。