Maiņstrāvu fāzes nobīde

Maiņstrāvas tāda pati frekvence tās var atšķirties viena no otras ne tikai amplitūdā, bet arī fāzē, tas ir, tās var būt fāzu nobīdes.

Ja divas maiņstrāvas vienlaikus sasniedz maksimālās vērtības un vienlaikus šķērso nulles vērtības, tad šīs strāvas ir fāzē. Šajā gadījumā fāzes nobīde starp strāvām ir nulle (1. att., a).

Tomēr ir gadījumi, kad šo strāvu amplitūdas (un nulles) vērtības laikā nesakrīt, tas ir, ir viena vai otra fāzes nobīde, kas nav vienāda ar nulli. attēlā. 1b parāda strāvas, kas ir fāzu nobīdes par ceturtdaļu perioda (T / 4).

Fāzes nobīdi parasti apzīmē ar grieķu burtu φ un bieži izsaka grādos, pieņemot, ka viss periods ir 360°, tāpat kā viens pilns apgrieziens atbilst 360°. Tādējādi fāzes nobīde par ceturtdaļu perioda tiek apzīmēta ar φ = 90 °, un, kad fāzes tiek nobīdītas par pusi no perioda, tās raksta φ = 180e.

Rīsi. 1. Dažādas fāžu nobīdes starp divām maiņstrāvām

Sakarību starp maiņstrāvas periodu T un 360° leņķi var noteikt no eksperimenta, kurā tiek iegūts maiņstrāvas sinusoidāls EMF ar vienmērīgu spoles (vai spoles) rotāciju vienmērīgā magnētiskajā laukā. Šajā gadījumā vienam spoles apgriezienam, t.i. rotācijas laikā 360 ° leņķī EMF veic vienu pilnīgu sinusoidālu svārstību. Tādējādi faktiski periods T atbilst 360 ° leņķim.

Tas pats izriet no maiņstrāvas matemātiskās izteiksmes, tas ir, no tā vienādojuma. Ja maiņstrāva sāka savu maiņu no nulles fāzes, kad t = 0, ωt = 0 un sin ωt = 0, pēc viena perioda izrādīsies

Šajā brīdī fāzes leņķis ir 2π radiāni jeb 360 ° un tāpēc sin ωt = sin 2π = sin 360 ° = 0. Kad leņķis mainās no 0 līdz 2π radiāniem jeb 360 °, sinuss veic pilnu tā izmaiņu ciklu. Attiecīgi maiņstrāva rada vienu pilnīgu svārstību.

Jāatceras, ka tikai tādas pašas frekvences strāvām var būt precīzi noteikta fāzes nobīde. Pie dažādām strāvu frekvencēm fāzes nobīde starp tām nav nemainīga, bet mainās visu laiku. Piemēram, strāvām i1 un i2, kas parādītas attēlā. 2 un ar frekvencēm, kas atšķiras viena no otras ar koeficientu divi, fāzes nobīde laika momentos, kas attēloti ar punktiem 0, 1, 2, 3, 4, ir attiecīgi 0; 90; 180; 270; 360 °, t.i. vienā strāvas i1 periodā φ vērtība svārstās no 0 līdz 360 °.

Rīsi. 2. Mainīga fāzes nobīde starp dažādu frekvenču strāvām

Viss, kas teikts par fāzes nobīdi starp strāvām, attiecas arī uz spriegumiem un elektromotora spēkiem. Tālāk mēs apsvērsim gadījumus, kad starp spriegumu un strāvu būs fāzes nobīde.