电路实验论文（选题：裂相（分相）电路）姓名:闫康俊学号：1004220241指导老师：张燕裂相（分相）电路的设计及研究摘要：本文主要研究如何设计电路，将单相交流电源（220V/50Hz）分裂成相位差为90°的两相电源，并同时研究裂相后的电源在分别接入不同负载（电阻，电感，电容）之后的电压及功率变化特点。理论依据：电容和电感元件两端的电压和通过它们的电流之间相位差恒定为90°，可利用这一性质，从电容（或电感）和与之串联的电阻两端分别引出其两端电压作为电源，以达到单相交流电源分裂为相位差恒定为90°两相交流电源。关键词：单相电源，分相（裂相），两相电源，电压——负载曲线。引言：分相电路可以把单相交流电源分裂成具有相位差的多相电源，且多相电路性能稳定，于单相电路相比有很多的优越性，在各种场合都有应用。因此在仅提供单相电源时，如何将其转换为多相电源，提供更加稳定实用的输出就显得特别重要。正文：实验材料及设备装置：本文主要依靠软件Multisim.V10.0.1.汉化破解版进行电路仿真模拟，得到最终实验数据。设计参考：实验器材：一个单相220V/50Hz交流电源，电阻R1=20Ω，R2=10Ω，电容C1=159.236uF，C2=318.471uF，两个电压表，示波器，交流功率表，电阻若干，电容若干，电感若干，导线若干等。1）将单相电源分裂成两相：参考电路如下：UsasssUl1111123l111U2R1C11R2C2图（1）根据电路相关知识，可以求得，欲使两相电源相位差为90°，需要满足。一般而言，与角频率w无关，但为使U1和U2数值相等，可令当上述两条件都满足时则单相交流电被分裂成大小相等、相位差为90o的两相交流电。软件仿真电路如下：图示为不接入负载时的电路图，可以从电压表上读出U1=155.483V，U2=155.562V，空载功率为P=3.630KW。示波器显示如下：可以从示波器的显示看到，所得到的两相电源在误差允许范围内，可以认为在电压上相等，且相位差为90°2）接入电阻负载，测量，记录数据并作电压——负载特性曲线。软件仿真电路如下：图示为R3=R4=40Ω时的仿真电路图。实验中可以通过不断地改变R3和R4的阻值大小，然后记录数据并列出如下表格：R(Ω)U1(V)U2(V)P(KW)2098.377122.0433.68725106.829127.8753.68230113.144132.0093.67635118.095135.113.67140122.015137.4753.66545125.206139.3713.66250127.85140.8333.65560131.976143.1713.65170135.041144.8773.6580137.406146.2013.64690139.284147.2133.643100140.811147.9913.641120143.143149.2623.638140144.803150.1113.636160146.127150.7763.636180146.127150.7763.635200147.954151.7243.633250149.435152.4733.632300150.431150.0333.632350151.148153.3973.631400151.687153.6713.631500152.447154.0563.6311000153.977154.7793.6312000154.749155.2153.63运用MicrosoftExcel作出图像分析，得到U1和U2随电阻阻值变化曲线如下：由表中数据可知，随着负载电阻的逐渐增大，U1和U2都在增大，增幅减缓，并最终趋近一个稳定的数值155V。随着电阻增大到一定数值时，近乎断路，所以电压会趋近于开路电压。电路总功率P随着电阻阻值变化曲线如下：由表中数据及功率——电阻曲线可以观察得到，随着电阻逐渐增大，电路消耗功率逐渐减小。并趋近开路时的功率，可以证明在电路空载时的消耗功率最小。3）接入电感负载，测量，记录数据并作电压——负载特性曲线。软件仿真电路如下：图示为接入L1=L2=1mH时的仿真电路图。实验中可以通过即时改变L1和L2的电感值，然后记录数据并列出如下表格：L(mH)U1(V)U2(V)P(KW)13.1955.8462.4842063.9971.5922.8513076.54390.6323.0684093.842115.4853.44350114.181142.2213.92360135.66168.4144