相移
零件和材料
- 低压交流电源
- 两个电容器,每个 0.1 µF,非极化(Radio Shack 目录 # 272-135)
- 两个 27 kΩ 电阻器
我推荐陶瓷盘式电容器,因为它们对极性不敏感(非极化),价格便宜且耐用。避免使用带有任何极性标记的电容器,因为它们在交流电供电时会被损坏!
交叉引用
电路课程 ,第 2 卷,第 1 章:“基本交流理论”
电路课程 ,第 2 卷第 4 章:“电抗和阻抗——电容”
学习目标
- 异相交流电压如何不以代数方式相加,而是根据矢量(相量)算法
原理图
插图
说明
构建电路并使用交流电压表测量每个组件的电压降。使用相同的电压表测量总(电源)电压。你会发现电压降不会 加起来等于总电压。这是由于电路中的相移造成的:电容器上的电压降与电阻器上的电压降是异相的,因此电压降数字不会像人们预期的那样累加起来。考虑到相位角,他们做 加起来等于总数,但电压表不提供相位角测量,只提供幅度。
尝试同时测量两个电阻上的电压降。这个电压降将 等于在每个电阻器上分别测量的电压降的总和。这告诉您两个电阻的压降波形彼此同相,因为它们简单直接地相加。
一次测量两个电容器两端的电压降。这个电压降,就像在两个电阻上测得的压降一样,将 等于在每个电容器上分别测量的电压降的总和。同样,这告诉您两个电容器的压降波形彼此同相。
假设电源频率为 60 Hz(美国的家庭电源频率),计算所有组件的阻抗并使用欧姆定律确定所有电压降(E=IZ ;I=E/Z ;Z=E/I)。结果的极坐标幅度应与您的电压表读数非常一致。
计算机模拟
带有 SPICE 节点号的示意图:
两个大值电阻器 Rbogus1 和 Rbogus1 连接在电容器两端,以提供接地的直流路径,以便 SPICE 正常工作。这是对 SPICE 怪癖之一的“修复”,以避免它在分析中将电容器视为开路。这两个电阻在实际电路中完全不需要。
网表(制作一个包含以下文本的文本文件,逐字逐句):
相移 v1 1 0 ac 12 sin r1 1 2 27k r2 2 3 27k c1 3 4 0.1u c2 4 0 0.1u rbogus1 3 4 1e9 rbogus2 4 0 1e9 .ac lin 6 * 60 每个元件上的电压打印 ac v(1,2) v(2,3) v(3,4) v(4,0) * 相似组件对之间的电压 .print ac v(1,3) v(3,0) .end
相关工作表:
- 交流电源工作表
- 交流阶段工作表
工业技术