Электроника:Эксперименты/Электрические цепи переменного тока/Фазовый сдвиг: различия между версиями
Valemak (обсуждение | вклад) (Новая страница: «{{Панель управления/Электроника}} {{Перевод от valemak}} {{Myagkij-редактор}} =Фазовый сдвиг<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-4/phase-shift/ - Phase Shift]</ref>= == Оборудование и материалы == *Источник питания переменного тока низкого напряжения *Два конденсатора по 0,1 мкФ, не...») |
Valemak (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
||
Строка 3: | Строка 3: | ||
{{Myagkij-редактор}} | {{Myagkij-редактор}} | ||
=Фазовый сдвиг<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-4/phase-shift/ - Phase Shift]</ref>= | =Фазовый сдвиг<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-4/phase-shift/ www.allaboutcircuits.com - Phase Shift]</ref>= | ||
== Оборудование и материалы == | == Оборудование и материалы == |
Версия от 11:03, 12 июня 2022
Фазовый сдвиг[1]
Оборудование и материалы
- Источник питания переменного тока низкого напряжения
- Два конденсатора по 0,1 мкФ, неполяризованные (каталог Radio Shack №272-135)
- Два резистора по 27 кОм
Я рекомендую керамические дисковые конденсаторы, потому что они нечувствительны к полярности (неполяризованы), недороги и долговечны. Избегайте конденсаторов с какой-либо маркировкой полярности, так как они выйдут из строя при питании от сети переменного тока!
Ссылки по теме
- «Уроки по электрическим цепям», том 2 «Переменный ток», глава 1: «Основы теории переменного тока»
- «Уроки по электрическим цепям», том 2 «Переменный ток», глава 4: «Реактанс и импеданс – Ёмкость»
Цели эксперимента
- Проиллюстрировать, как противофазные переменные напряжения складываются не алгебраически, а согласно векторной (фазорной) арифметике
Принципиальная схема
Иллюстрации
Ход эксперимента
Соберите схему и измерьте падение напряжения на каждом компоненте с помощью вольтметра переменного тока. Измерьте общее (питающее) напряжение тем же вольтметром. Вы обнаружите, что падение напряжения не равно общему напряжению. Это происходит из-за фазовых сдвигов в цепи: падение напряжения на конденсаторах не совпадает по фазе с падением напряжения на резисторах, поэтому значения падения напряжения не складываются, как можно было бы ожидать. Если учитывать фазовый угол, то общая сумма сойдётся, но вольтметр не измеряет фазовый угол, а только амплитуду.
Попробуйте измерить падение напряжения на обоих резисторах одновременно. Это падение напряжения будет равно сумме падений напряжения, измеренных на каждом резисторе отдельно. Это говорит вам о том, что формы падения напряжения на обоих резисторах совпадают по фазе друг с другом, поскольку они складываются просто и напрямую.
Измерьте падение напряжения сразу на обоих конденсаторах. Это падение напряжения, как и падение, измеренное на двух резисторах, будет равно сумме падений напряжения, измеренных на каждом конденсаторе в отдельности. Точно так же это говорит о том, что обе волны падения напряжения на конденсаторах совпадают по фазе друг с другом.
Учитывая, что частота источника питания составляет 60 Гц (это частота бытовой электросети в США), рассчитайте импедансы для всех компонентов и определите все падения напряжения, используя закон Ома (E = IZ ; I = E/Z ; Z = E/I ). Полярные величины результатов должны близко совпадать с вашими показаниями вольтметра.
Компьютерное моделирование
Схема с номерами узлов SPICE:
Здесь два резистора большого номинала RФиктивн.1 и RФиктивн.2 подключены параллельно конденсаторам, чтобы обеспечить путь постоянного тока к «земле», дабы SPICE произвёл корректную симуляцию. Это «исправление» одной из странностей SPICE, чтобы он не рассматривал конденсаторы как разомкнутые цепи при анализе. Эти два резистора совершенно не нужны в реальной схеме.
Список связей (создайте текстовый файл, содержащий следующий текст, дословно):
См.также
Внешние ссылки