位相シフト

部品と材料

• 低電圧AC電源
• 2つのコンデンサ、それぞれ0.1 µF、無極性（Radio Shackカタログ番号272-135）
• 2つの27kΩ抵抗器

セラミックディスクコンデンサは、極性に影響されず（非極性）、安価で耐久性があるため、お勧めします。 ACから電力を供給されると破壊されるため、極性がマークされたコンデンサは避けてください。

相互参照

電気回路の教訓 、第2巻、第1章：「基本的なAC理論」

電気回路の教訓 、第2巻、第4章：「リアクタンスとインピーダンス-容量性」

学習目標

• 位相のずれたAC電圧が代数的に追加されるのではなく、ベクトル（フェーザ）演算に従って追加される方法

回路図

イラスト

手順

回路を構築し、AC電圧計を使用して各コンポーネントの電圧降下を測定します。同じ電圧計で合計（供給）電圧を測定します。電圧降下が ないことがわかります 合計すると、合計電圧に等しくなります。これは、回路の位相シフトによるものです。コンデンサで降下する電圧は、抵抗で降下する電圧と位相がずれているため、予想どおりに電圧降下の数値が加算されません。位相角を考慮して、 合計すると合計に等しくなりますが、電圧計は位相角の測定値を提供せず、振幅のみを提供します。

両方の抵抗器で降下する電圧を一度に測定してみてください。この電圧降下は 各抵抗器で個別に測定された電圧降下の合計に等しくなります。これは、両方の抵抗器の電圧降下波形が単純かつ直接加算されるため、互いに同相であることを示しています。

両方のコンデンサで同時に降下する電圧を測定します。この電圧降下は、2つの抵抗器で測定された降下と同様に、 各コンデンサで個別に測定された電圧降下の合計に等しくなります。同様に、これは、両方のコンデンサの電圧降下波形が互いに同相であることを示しています。

電源周波数が60Hz（米国の家庭用電源周波数）であるとすると、すべてのコンポーネントのインピーダンスを計算し、オームの法則（E =IZ; I =E / Z; Z =E / I）を使用してすべての電圧降下を決定します。結果の極の大きさは、電圧計の測定値と厳密に一致している必要があります。

コンピューターシミュレーション

SPICEノード番号の概略図：

2つの大きな値の抵抗R _bogus1 およびR _bogus1 SPICEが機能するように、コンデンサの両端に接続され、グランドへのDCパスを提供します。これは、SPICEの癖の1つに対する「修正」であり、分析でコンデンサが開回路と見なされないようにします。これらの2つの抵抗は、実際の回路ではまったく不要です。

ネットリスト（次のテキストを逐語的に含むテキストファイルを作成します）：

位相シフトv11 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 *各コンポーネントの両端の電圧：。 print ac v（1,2）v（2,3）v（3,4）v（4,0）*同様のコンポーネントのペア間の電圧.print ac v（1,3）v（3,0）.end 

関連ワークシート：

• AC電源ワークシート
• ACフェーズワークシート