Ce este faza, unghiul de fază și schimbarea de fază

Când se vorbește despre curent alternativ, ei lucrează adesea cu termeni precum „fază”, „unghi de fază”, „schimbare de fază”. Aceasta se referă de obicei la un curent alternativ sau pulsatoriu sinusoidal (obținut prin redresare curent sinusoidal).

Deoarece modificarea periodică a EMF în rețea sau curentul din circuit este proces oscilator armonic, atunci funcția care descrie acest proces este armonică, adică sinus sau cosinus, în funcție de starea inițială a sistemului oscilant.

Argumentul funcției în acest caz este doar faza, adică poziția mărimii oscilante (curent sau tensiune) la fiecare moment de timp considerat față de momentul începerii oscilațiilor. Și funcția în sine ia valoarea cantității fluctuante în același moment de timp.

Fază

Pentru a înțelege mai bine sensul termenului „fază”, să ne întoarcem la graficul dependenței tensiunii într-o rețea de curent alternativ monofazat în timp. Aici vedem că tensiunea se modifică de la o anumită valoare maximă Um la -Um, trecând periodic prin zero.

În procesul de schimbare, tensiunea ia multe valori în fiecare moment de timp, periodic (după o perioadă de timp T) revine la valoarea de la care a început monitorizarea acestei tensiuni.

Putem spune că în orice moment de timp tensiunea se află într-o anumită fază, care depinde de mai mulți factori: de timpul t care a trecut de la începutul oscilațiilor, de frecvența unghiulară și de faza inițială. Între paranteze este faza de oscilație completă la momentul curent t. Psi este faza inițială.

Unghiul de fază

Faza inițială este numită și în inginerie electrică unghiul de fază inițialdeoarece faza este măsurată în radiani sau grade, la fel ca toate unghiurile geometrice normale. Limitele de schimbare de fază variază de la 0 la 360 de grade sau de la 0 la 2 * pi radiani.

În figura de mai sus, se poate observa că la momentul începerii observării tensiunii alternative U, valoarea acesteia nu era zero, adică faza reușise deja să se abate de la zero în acest exemplu la un anumit unghi. Psi egal cu aproximativ 30 de grade sau pi / 6 radiani - acesta este și este unghiul de fază inițial.

Ca parte a argumentului unei funcții sinusoidale, Psi este constant deoarece acest unghi este determinat la începutul observării tensiunii în schimbare și apoi, în general, nu se modifică. Cu toate acestea, prezența sa determină deplasarea globală a curbei sinusoidale în raport cu originea.

Pe măsură ce tensiunea fluctuează și mai mult, unghiul de fază curent se schimbă și tensiunea se modifică odată cu aceasta.

Pentru o funcție sinusoidală, dacă unghiul de fază total (fază completă, ținând cont de faza inițială) este zero, 180 de grade (radiani pi) sau 360 de grade (2 * radiani pi), atunci tensiunea presupune zero și dacă unghiul de fază ia o valoare de 90 de grade (pi / 2 radiani) sau 270 de grade (3 * pi / 2 radiani), apoi în astfel de momente tensiunea deviază maxim de la zero.

Schimbarea de fază

De obicei, în cursul măsurătorilor electrice în circuite cu curent (tensiune) sinusoidal alternativ, se observă simultan atât curentul, cât și tensiunea din circuitul investigat. Graficele de curent și tensiune sunt apoi reprezentate pe un plan de coordonate comun.

În acest caz, frecvența de schimbare a curentului și a tensiunii este identică, dar diferită, dacă te uiți la grafice, fazele lor inițiale. În acest caz ei spun pentru defazajul dintre curent și tensiune, adică pentru diferența dintre unghiurile lor inițiale de fază.

Cu alte cuvinte, schimbarea de fază determină cât de mult o undă sinusoidală este deplasată în timp față de cealaltă. Deplasarea de fază, ca și unghiul de fază, se măsoară în grade sau radiani. În fază, sinusul a cărui perioadă începe mai devreme conduce, iar cel a cărui perioadă începe mai târziu în fază este întârziat. Deplasarea de fază este de obicei indicată cu litera Phi.

Defazatul, de exemplu, între tensiunile de pe conductorii unei rețele trifazate de curent alternativ unul față de celălalt este constant și egal cu 120 de grade sau 2 * pi / 3 radiani.