Hva er fase, fasevinkel og faseforskyvning

Når man snakker om vekselstrøm, jobber de ofte med slike begreper som "fase", "fasevinkel", "faseskift". Dette refererer vanligvis til en sinusformet vekselstrøm eller pulserende strøm (oppnådd ved retting sinusformet strøm).

Siden den periodiske endringen i EMF i nettverket eller strømmen i kretsen er harmonisk oscillerende prosess, så er funksjonen som beskriver denne prosessen harmonisk, det vil si sinus eller cosinus, avhengig av starttilstanden til det oscillerende systemet.

Argumentet til funksjonen i dette tilfellet er bare fasen, det vil si posisjonen til den oscillerende mengden (strøm eller spenning) ved hvert betraktet tidspunkt i forhold til øyeblikket for begynnelsen av svingningene. Og funksjonen i seg selv tar verdien av den fluktuerende mengden på samme tidspunkt.

Fase

For bedre å forstå betydningen av begrepet «fase», la oss gå til grafen for avhengigheten av spenningen i et enfaset AC-nettverk i tide. Her ser vi at spenningen endres fra en viss maksimumsverdi Um til -Um, og går periodisk gjennom null.

I endringsprosessen antar spenningen mange verdier i hvert øyeblikk, periodisk (etter en tidsperiode T) går den tilbake til verdien som overvåkingen av denne spenningen startet fra.

Vi kan si at spenningen til enhver tid er i en bestemt fase, som avhenger av flere faktorer: på tiden t som har gått siden begynnelsen av svingningene, på vinkelfrekvensen og på startfasen. I parentes står den fulle oscillasjonsfasen på gjeldende tidspunkt t. Psi er startfasen.

Fasevinkel

Den innledende fasen kalles også i elektroteknikk innledende fasevinkelsiden fase måles i radianer eller grader, akkurat som alle normale geometriske vinkler. Faseforskyvningsgrenser varierer fra 0 til 360 grader eller 0 til 2 * pi radianer.

I figuren ovenfor kan det sees at på tidspunktet for begynnelsen av observasjonen av vekselspenningen U, var verdien ikke null, det vil si at fasen allerede hadde klart å avvike fra null i dette eksemplet i en viss vinkel Psi lik omtrent 30 grader eller pi / 6 radianer — dette er og er den innledende fasevinkelen.

Som en del av argumentet for en sinusformet funksjon, er Psi konstant fordi denne vinkelen bestemmes i begynnelsen av å observere den skiftende spenningen og deretter generelt ikke endres. Imidlertid bestemmer dens tilstedeværelse den totale forskyvningen av den sinusformede kurven i forhold til opprinnelsen.

Når spenningen svinger ytterligere, endres den nåværende fasevinkelen og spenningen endres med den.

For en sinusformet funksjon, hvis den totale fasevinkelen (full fase, tatt i betraktning startfasen) er null, 180 grader (pi radianer) eller 360 grader (2 * pi radianer), antar spenningen null og hvis fasevinkelen får en verdi på 90 grader (pi / 2 radianer) eller 270 grader (3 * pi / 2 radianer), så avviker spenningen maksimalt fra null.

Faseendring

Vanligvis, i løpet av elektriske målinger i kretser med en sinusformet vekselstrøm (spenning), observeres både strømmen og spenningen i den undersøkte kretsen samtidig. Strøm- og spenningsgrafene plottes deretter på et felles koordinatplan.

I dette tilfellet er frekvensen for endring av strøm og spenning identisk, men forskjellig, hvis du ser på grafene, deres innledende faser. I dette tilfellet sier de for faseforskyvningen mellom strøm og spenning, det vil si for forskjellen mellom deres innledende fasevinkler.

Med andre ord, faseforskyvningen bestemmer hvor mye den ene sinusbølgen forskyves i tid fra den andre. Faseforskyvning, som fasevinkel, måles i grader eller radianer. I fase er sinusen hvis periode begynner tidligere, ledende, og den hvis periode begynner senere i fase er etterslep. Faseskift er vanligvis betegnet med bokstaven Phi.

Faseforskyvningen, for eksempel, mellom spenningene på lederne til et trefaset AC-nettverk i forhold til hverandre er konstant og lik 120 grader eller 2 * pi / 3 radianer.