Faseskift for vekselstrøm

Vekselstrømmer samme frekvens de kan avvike fra hverandre ikke bare i amplitude, men også i fase, det vil si at de kan faseforskyves.

Hvis to vekselstrømmer samtidig når toppverdier og samtidig passerer gjennom nullverdier, er disse strømmene i fase. I dette tilfellet er faseforskyvningen mellom strømmene null (fig. 1, a).

Imidlertid er det tilfeller når verdiene til amplituden (og null) til disse strømmene ikke sammenfaller med hverandre i tid, det vil si at det er en eller annen faseforskyvning som ikke er lik null. I fig. 1b viser strømmer som faseforskyves med en fjerdedel av perioden (T / 4).

Faseforskyvningen er vanligvis betegnet med den greske bokstaven φ og uttrykkes ofte i grader, forutsatt at hele perioden er 360°, akkurat som en hel omdreining tilsvarer 360°. Dermed er faseforskyvningen med en fjerdedel av perioden betegnet med φ = 90 °, og når fasene forskyves med halve perioden, skriver de φ = 180e.

Ris. 1. Ulike faseskift mellom to vekselstrømmer

Forholdet mellom perioden for vekselstrømmen T og vinkelen 360° kan fastslås fra eksperimentet der en vekslende sinusformet EMF oppnås med jevn rotasjon av spolen (eller spolen) i et jevnt magnetfelt. I dette tilfellet, for en omdreining av spolen, dvs. under sin rotasjon gjennom en vinkel på 360 °, gjør EMF en fullstendig sinusformet oscillasjon. Dermed tilsvarer faktisk perioden T en vinkel på 360 °.

Det samme følger av det matematiske uttrykket for vekselstrøm, det vil si fra ligningen. Hvis vekselstrøm startet sin endring fra nullfasen når t = 0, ωt = 0 og sin ωt = 0, etter en periode vil det vise seg

På dette tidspunktet er fasevinkelen 2π radianer eller 360 ° og derfor sin ωt = sin 2π = sin 360 ° = 0. Når vinkelen endres fra 0 til 2π radianer eller 360 °, gjør sinusen en fullstendig syklus av endringene. Følgelig gjør vekselstrømmen en fullstendig svingning.

Det må huskes at bare strømmer med samme frekvens kan ha en veldefinert faseforskyvning. Ved forskjellige frekvenser av strømmene er faseforskyvningen mellom dem ikke konstant, men endres hele tiden. For eksempel, for strømmer i1 og i2 vist i fig. 2 og med frekvenser som avviker fra hverandre med en faktor på to, er faseforskyvningen på tidspunktene vist ved punktene 0, 1, 2, 3, 4 henholdsvis 0; 90; 180; 270; 360 °, dvs. i løpet av en periode med strøm i1, varierer verdien av φ fra 0 til 360 °.

Ris. 2. Variabel faseforskyvning mellom strømmer med forskjellige frekvenser

Alt som er sagt om faseforskyvningen mellom strømmer gjelder også for spenninger og elektromotoriske krefter. Nedenfor vil vi vurdere tilfeller der det vil være et faseskift mellom spenning og strøm.