Hvad er fase, fasevinkel og faseforskydning

Når man taler om vekselstrøm, arbejder de ofte med sådanne udtryk som "fase", "fasevinkel", "faseskift". Dette refererer normalt til en sinusformet veksel- eller pulserende strøm (opnået ved ensretning sinusformet strøm).

Da den periodiske ændring i EMF i netværket eller strømmen i kredsløbet er harmonisk oscillerende proces, så er funktionen, der beskriver denne proces, harmonisk, det vil sige sinus eller cosinus, afhængigt af starttilstanden af ​​det oscillerende system.

Argumentet for funktionen i dette tilfælde er kun fasen, det vil sige positionen af ​​den oscillerende størrelse (strøm eller spænding) ved hvert betragtet tidspunkt i forhold til tidspunktet for begyndelsen af ​​oscillationerne. Og selve funktionen tager værdien af ​​den fluktuerende mængde på samme tidspunkt.

Fase

For bedre at forstå betydningen af ​​udtrykket «fase», lad os vende os til grafen for afhængigheden af ​​spændingen i et enkeltfaset AC-netværk til tiden. Her ser vi, at spændingen skifter fra en vis maksimumværdi Um til -Um, periodisk går gennem nul.

I ændringsprocessen antager spændingen mange værdier på hvert tidspunkt, periodisk (efter en periode T) vender den tilbage til den værdi, hvorfra overvågningen af ​​denne spænding begyndte.

Vi kan sige, at spændingen på ethvert tidspunkt er i en bestemt fase, som afhænger af flere faktorer: af tiden t, der er gået siden begyndelsen af ​​svingningerne, på vinkelfrekvensen og af den indledende fase. I parentes er den fulde oscillationsfase på det aktuelle tidspunkt t. Psi er den indledende fase.

Fase vinkel

Den indledende fase kaldes også i elektroteknik indledende fasevinkelda fase måles i radianer eller grader, ligesom alle normale geometriske vinkler. Faseforskydningsgrænser spænder fra 0 til 360 grader eller 0 til 2 * pi radianer.

I ovenstående figur kan det ses, at på tidspunktet for begyndelsen af ​​observationen af ​​vekselspændingen U var dens værdi ikke nul, det vil sige, at fasen allerede havde formået at afvige fra nul i dette eksempel i en bestemt vinkel Psi lig med omkring 30 grader eller pi / 6 radianer — dette er og er den indledende fasevinklen.

Som en del af argumentet for en sinusformet funktion er Psi konstant, fordi denne vinkel bestemmes i begyndelsen af ​​observation af den skiftende spænding og derefter generelt ikke ændres. Imidlertid bestemmer dens tilstedeværelse den samlede forskydning af den sinusformede kurve i forhold til oprindelsen.

Efterhånden som spændingen svinger yderligere, ændres den aktuelle fasevinkel, og spændingen ændres med den.

For en sinusformet funktion, hvis den samlede fasevinkel (fuld fase, under hensyntagen til den indledende fase) er nul, 180 grader (pi radianer) eller 360 grader (2 * pi radianer), så antager spændingen nul, og hvis fasevinklen antager en værdi på 90 grader (pi / 2 radianer) eller 270 grader (3 * pi / 2 radianer), så på sådanne tidspunkter afviger spændingen maksimalt fra nul.

Faseskift

Normalt i løbet af elektriske målinger i kredsløb med en sinusformet vekselstrøm (spænding) observeres både strømmen og spændingen i det undersøgte kredsløb samtidigt. Strøm- og spændingsgraferne plottes derefter på et fælles koordinatplan.

I dette tilfælde er frekvensen af ​​ændring af strøm og spænding identisk, men anderledes, hvis du ser på graferne, deres indledende faser. I dette tilfælde siger de for faseforskydningen mellem strøm og spænding, det vil sige for forskellen mellem deres indledende fasevinkler.

Med andre ord bestemmer faseforskydningen, hvor meget den ene sinusbølge forskydes i tid fra den anden. Faseforskydning, ligesom fasevinklen, måles i grader eller radianer. I fase er den sinus, hvis periode begynder tidligere, førende, og den, hvis periode begynder senere i fase, halter. Faseskift er normalt betegnet med bogstavet Phi.

Faseforskydningen, for eksempel, mellem spændingerne på lederne af et trefaset AC-netværk i forhold til hinanden er konstant og lig med 120 grader eller 2 * pi / 3 radianer.