电工电子综合实验报告分相电路Word格式.docx
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电路图中C1=10μF,C2=10μF,R1=0.32kΩ,R2=0.32kΩ
其中R1C1=R2C2=RC
RC需要调整数值，二相电压有效值才能近似相等，但需满足上公式。
RC值调整表
R1/Ω
C1/μF
U1/V
R2/Ω
C2/μF
U2/V
1000
10
66.729
209.636
500
118.146
185.584
300
160.032
150.844
350
148.021
162.757
330
152.734
158.292
325
153.937
157.131
323
154.422
156.655
321
154.866
156.175
320
155.099
155.923
图4为二相在示波器上的波形图
图4二相在示波器上的波形图，其中两图像的相位差大致为90°
，二相幅度大致相同。
①负载为线性电阻时负载-电压关系表:
RL1=RL2/Ω
U1/V
U2/V
5
3.383
3.402
6.664
6.698
15
9.841
9.894
20
12.914
12.987
30
18.787
18.882
40
24.286
24.415
50
29.480
29.608
100
50.928
50.614
114.368
114.976
132.590
133.261
2000
143.285
144.046
5000
150.293
151.091
电压与线性负载的关系曲线（电脑拟合）：
如上表，当负载为线性电阻，且RL1=RL2时;
1.两电阻的电压变化基本相等，曲线近似重合；
2.负载很大时，两负载电压接近理论计算值。
电路消耗功率与负载的关系表：
RL1消耗功率P1/W
RL2消耗功率P2/W
电路总功率P/W
2.290
2.315
297.871
4.440
4.487
293.351
6.456
6.525
289.051
8.345
8.432
284.856
17.356
17.542
262.546
25.951
26.226
214.656
26.160
26.440
168.707
17.581
17.768
157.648
4.517
4.566
152.361
10000
2.332
2.356
152.127
50000
0.478
0.484
152.088
100000
0.239
0.243
152.052
1000000
0.024
152.050
功率与负载的关系图（电脑拟合）：
如上表，可以看出当负载→∞,即电路空载时,电路功耗最小,趋近于152W.
②负载为感性时负载-电压关系表:
L1=L2/mH
1.084
1.091
2.181
2.192
4.406
4.431
11.345
11.405
23.822
23.949
200
52.279
52.556
153.105
153.919
219.980
221.149
197.087
198.134
171.657
172.569
163.244
164.112
电压与感性负载的曲线关系图（电脑拟合）：
如上图，当负载为感性电阻时：
1.两负载的电压基本相等，电压曲线近似重合；
2.感性负载两端电压增长趋势为先增后减，最后趋于一常数，值与线性电阻的趋值相同。
③负载为容性时负载-电压关系表:
CL1=CL2/µ
F
1
147.587
148.342
2
140.399
141.146
121.578
122.231
97.971
98.490
69.238
69.607
35.982
36.174
19.814
19.918
10.404
10.465
4.303
4.314
2.162
2.178
电压与容性负载的曲线关系图（电脑拟合）：
如上图，当负载为容性电阻时，
1.两负载的电压基本相等，电压曲线近似重合；
2.随着电容值的增大，电压逐渐减小，裂相所得电压达不到所需值，因此裂相所得电压只适合值较小的容性电阻。
3.将单相电源分裂为三相电源
电路原理图如下：
图5将单相电源分裂为三相原理
从以上向量图中可见，B和C两点的轨迹是在圆周上变化，只要使电流I2与I1相位差成60°
；
使电流I3与I1相位差成30°
，则可使电压UA、UB、UC成对称三相电压。
可利用公式
XC2/R2=tan60°
XC3/R3=tan30°
图6单相电源分三相电路图
图中元件参数：
C1=C2=32μF,R1=R2=1kΩ,R3=57.46Ω,R4=172.38Ω
三相电压波形图：
如图，三相电压相位差为120°
.
RA=RB=RC/Ω
UA/V
UB/V
UC/V
32.616
29.126
17.331
49.866
46.705
29.335
73.134
72.910
52.655
87.566
88.959
72.504
97.896
98.882
88.469
105.546
104.995
100.724
108.223
107.115
105.297
109.333
108.304
107.636
109.855
109.163
109.020
109.931
109.532
109.493
通过对数据测量及生成曲线分析可知：
1．三相所得三条曲线基本重合；
2．当外加负载阻值较大时所得的电压值更加接近分相空载所得电压110伏。
电路消耗功率与负载关系：
PA/W
PB/W
PC/W
总功率
P/W
106.380
84.831
30.036
119.903
124.394
109.068
43.029
157.416
106.973
106.319
55.450
185.683
76.679
79.137
52.569
199.597
47.918
48.888
39.133
210.637
22.268
22.059
20.303
218.789
11.698
11.474
11.087
221.034
5.977
5.865
5.793
222.223
2.414
2.385
2.379
222.655
1.209
1.200
222.870
外加负载电阻阻值越小,电路所消耗的功率越大,随着电阻阻值的增加电路消耗功率减小，最后趋于不变。
LA=LB=LC/mH
1.461
1.214
0.697
7.532
6.308
3.520
15.611
13.206
7.106
82.673
79.182
30.012
102.431
127.886
46.034
120.408
146.651
142.244
117.081
124.728
126.212
114.132
115.601
118.493
通过对数据测量及生成曲线分析可知随着L的增大，电压呈现先增后减的趋势；
最后趋于常数；
观察生成的曲线发现在L1，L2，L3取一定值时可获得最大电压值。
引起的原因是RC桥式电路利用电容进行裂相，而当外加负载为电感时，负载电感与电路中的电容相互作用影响，当发生谐振时获得最大电压值。
CA=CB=CC/μF
110.274
108.658
107.677
110.421
106.816
106.059
109.310
102.010
102.419
106.489
95.882
96.585
100.966
86.591
86.245
86.588
69.413
64.651
69.219
54.238
45.413
48.455
38.247
28.256
通过对数据测量及生成曲线分析可知外加容性负载对电压影响很大，随着电容值的增大，电容两端的电压值递减，无法得到理想的分压电压，可见此RC桥式电路只适用与外加容性负载比较小的情况。
五.结论
通过本实验可得到以下结论：
1．利用RC，RL桥式电路裂相时裂相电路里所用的电阻相当与电源的内阻，因此在选择参数是应该使此内阻越小越好。
可以通过增大电容C来减小内阻。
2．利用RC，RL桥式电路可以将单相交流电源裂相成两相及三相电源。
主要是利用了电容及电感与电阻时间的相位差及电容和电感正常工作时不消耗功率的特性。
3．当裂相电路外加电阻性负载时，当负载阻值比较大的时候可以得到理想的分相电压，可以有效的利用裂相电路。
但是当负载阻值较小的时候无法得到所要的电压值。
因此在生产生活中利用裂相时要注意外加负载的阻值的大小。
4．当裂相电路外加容性或者感性负载时，只能是RC桥式裂相电路外加容性负载，RL桥式裂相电路外加感性负载。
这样当外加容性负载值比较小的时候RC裂相电路可以得到理想的分压电压，当外加感性负载较大的时候RL裂相电路可以得到理想分压。
否则会形成电容电感的谐振，影响电压的大小，同时可能产生较大的电压值而损坏元件。
5．外加负载的阻抗值电阻为R，电容为1/jωc，电感为jωl，所以可以得出当外加负载阻抗值较大时可以获得理想的分压电压。
6．通过对实验数据的测量及生成曲线的分析可知两相及三相裂相电路在空载的时候消耗的功率最小。
六.参考文献
《电工仪表与电路实验技术》（马鑫金编著机械工业出版社2007.8）
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