Pergeseran Fase

BAGIAN DAN BAHAN

• Suplai daya AC bertegangan rendah
• Dua kapasitor, masing-masing 0,1 F, tidak terpolarisasi (Katalog Radio Shack # 272-135)
• Dua resistor 27 kΩ

Saya merekomendasikan kapasitor disk keramik karena mereka tidak sensitif terhadap polaritas (non-terpolarisasi), murah, dan tahan lama. Hindari kapasitor dengan tanda polaritas apa pun, karena kapasitor ini akan hancur saat diberi daya oleh AC!

REFERENSI SILANG

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 2, bab 1:“Teori Dasar AC”

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 2, bab 4:“Reaktansi dan Impedansi—Kapasitif”

TUJUAN PEMBELAJARAN

• Bagaimana tegangan AC di luar fase tidak ditambahkan secara aljabar, tetapi menurut aritmatika vektor (fasor)

DIAGRAM SKEMATIK

ILUSTRASI

INSTRUKSI

Bangun sirkuit dan ukur penurunan tegangan di setiap komponen dengan voltmeter AC. Ukur tegangan total (supply) dengan voltmeter yang sama. Anda akan menemukan bahwa penurunan tegangan tidak tambahkan hingga sama dengan tegangan total. Hal ini disebabkan oleh pergeseran fasa dalam rangkaian:tegangan yang jatuh pada kapasitor tidak sefasa dengan tegangan yang turun melintasi resistor, dan dengan demikian angka penurunan tegangan tidak bertambah seperti yang diharapkan. Mempertimbangkan sudut fase, mereka melakukannya jumlahkan hingga sama dengan total, tetapi voltmeter tidak memberikan pengukuran sudut fase, hanya amplitudo.

Coba ukur tegangan yang jatuh di kedua resistor sekaligus. Penurunan tegangan ini akan sama dengan jumlah penurunan tegangan yang diukur pada setiap resistor secara terpisah. Ini memberi tahu Anda bahwa kedua bentuk gelombang penurunan tegangan resistor berada dalam fase satu sama lain karena mereka menambahkan secara sederhana dan langsung.

Ukur tegangan jatuh di kedua kapasitor sekaligus. Penurunan tegangan ini, seperti penurunan tegangan yang diukur pada kedua resistor, akan sama dengan jumlah penurunan tegangan yang diukur pada setiap kapasitor secara terpisah. Demikian juga, ini memberi tahu Anda bahwa bentuk gelombang penurunan tegangan kedua kapasitor berada dalam fase satu sama lain.

Mengingat bahwa frekuensi catu daya adalah 60 Hz (frekuensi daya rumah tangga di Amerika Serikat), hitung impedansi untuk semua komponen dan tentukan semua penurunan tegangan menggunakan Hukum Ohm (E=IZ; I=E/Z; Z=E/I). Besaran kutub dari hasil harus sesuai dengan pembacaan voltmeter Anda.

SIMULASI KOMPUTER

Skema dengan nomor simpul SPICE:

Dua resistor bernilai besar R_bogus1 dan R_bogus1 terhubung melintasi kapasitor untuk menyediakan jalur DC ke ground agar SPICE akan bekerja. Ini adalah "perbaikan" untuk salah satu keanehan SPICE, untuk menghindarinya dari melihat kapasitor sebagai sirkuit terbuka dalam analisisnya. Kedua resistor ini sama sekali tidak diperlukan di sirkuit yang sebenarnya.

Netlist (buat file teks yang berisi teks berikut, kata demi kata):

pergeseran fasa 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 1 60 60 * Tegangan di setiap komponen:. print ac v(1,2) v(2,3) v(3,4) v(4,0) * Tegangan pada pasangan komponen serupa .print ac v(1,3) v(3,0) .end 

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Daya AC
• Lembar Kerja fase AC