Faseskift for vekselstrømme

Vekselstrømme samme frekvens de kan afvige fra hinanden, ikke kun i amplitude, men også i fase, det vil sige, at de kan faseforskydes.

Hvis to vekselstrømme samtidigt når spidsværdier og samtidig passerer nulværdier, så er disse strømme i fase. I dette tilfælde er faseforskydningen mellem strømmene nul (fig. 1, a).

Der er dog tilfælde, hvor værdierne af amplituden (og nul) af disse strømme ikke falder sammen med hinanden i tide, det vil sige, at der er et eller andet faseskift, der ikke er lig med nul. I fig. 1b viser strømme, der er faseforskudt med en fjerdedel af perioden (T / 4).

Faseskiftet betegnes normalt med det græske bogstav φ og udtrykkes ofte i grader, idet man antager, at hele perioden er 360°, ligesom en hel omdrejning svarer til 360°. Således er faseforskydningen med en fjerdedel af perioden betegnet med φ = 90 °, og når faserne forskydes med halvdelen af ​​perioden, skriver de φ = 180e.

Ris. 1. Forskellige faseskift mellem to vekselstrømme

Forholdet mellem perioden for vekselstrømmen T og vinklen 360° kan fastslås ud fra forsøget, hvor en vekslende sinusformet EMF opnås med ensartet rotation af spolen (eller spolen) i et ensartet magnetfelt. I dette tilfælde, for en omgang af spolen, dvs. under sin rotation gennem en vinkel på 360 ° laver EMF en komplet sinusformet svingning. Således svarer perioden T faktisk til en vinkel på 360°.

Det samme følger af det matematiske udtryk for vekselstrøm, altså af dets ligning. Hvis vekselstrøm startede sin ændring fra nulfasen når t = 0, ωt = 0 og sin ωt = 0, efter en periode vil det vise sig

På dette tidspunkt er fasevinklen 2π radianer eller 360 ° og derfor sin ωt = sin 2π = sin 360 ° = 0. Når vinklen ændres fra 0 til 2π radianer eller 360 °, laver sinus en komplet cyklus af sine ændringer. Følgelig laver vekselstrømmen én fuldstændig svingning.

Det skal huskes, at kun strømme af samme frekvens kan have en veldefineret faseforskydning. Ved forskellige frekvenser af strømmene er faseforskydningen mellem dem ikke konstant, men ændres hele tiden. For eksempel for strømme i1 og i2 vist i fig. 2 og med frekvenser, der afviger fra hinanden med en faktor på to, er faseforskydningen på tidspunkterne vist ved punkterne 0, 1, 2, 3, 4 henholdsvis 0; 90; 180; 270; 360 °, dvs. i løbet af en periode med strøm i1, varierer værdien af ​​φ fra 0 til 360 °.

Ris. 2. Variabel faseforskydning mellem strømme af forskellige frekvenser

Alt sagt om faseforskydningen mellem strømme gælder også for spændinger og elektromotoriske kræfter. Nedenfor vil vi overveje tilfælde, hvor der vil være et faseskift mellem spænding og strøm.