Kas ir fāze, fāzes leņķis un fāzes nobīde

Runājot par maiņstrāvu, viņi bieži strādā ar tādiem terminiem kā "fāze", "fāzes leņķis", "fāzes nobīde". Tas parasti attiecas uz sinusoidālu maiņstrāvu vai pulsējošu strāvu (ko iegūst ar taisnošanu sinusoidālā strāva).

Tā kā periodiskas izmaiņas EML tīklā vai strāva ķēdē ir harmonisko svārstību process, tad funkcija, kas apraksta šo procesu, ir harmoniska, tas ir, sinusa vai kosinuss, atkarībā no svārstību sistēmas sākotnējā stāvokļa.

Funkcijas arguments šajā gadījumā ir tikai fāze, tas ir, svārstību lieluma (strāvas vai sprieguma) pozīcija katrā aplūkotajā laika momentā attiecībā pret svārstību sākuma brīdi. Un pati funkcija ņem mainīgā daudzuma vērtību tajā pašā laika momentā.

Fāze

Lai labāk izprastu jēdziena «fāze» nozīmi, pievērsīsimies grafikam par sprieguma atkarību vienfāzes maiņstrāvas tīklā no laika. Šeit redzams, ka spriegums mainās no noteiktas maksimālās vērtības Um uz -Um, periodiski ejot cauri nullei.

Izmaiņu procesā spriegums katrā laika brīdī iegūst daudzas vērtības, periodiski (pēc laika perioda T) atgriežas pie vērtības, no kuras sākās šī sprieguma uzraudzība.

Var teikt, ka jebkurā laika momentā spriegums atrodas noteiktā fāzē, kas ir atkarīgs no vairākiem faktoriem: no laika t, kas pagājis kopš svārstību sākuma, no leņķiskās frekvences un no sākuma fāzes. Iekavās ir pilna svārstību fāze pašreizējā laikā t. Psi ir sākuma fāze.

Fāzes leņķis

Sākotnējo posmu sauc arī elektrotehnikā sākotnējās fāzes leņķisjo fāzi mēra radiānos vai grādos, tāpat kā visus parastos ģeometriskos leņķus. Fāzes nobīdes ierobežojumi svārstās no 0 līdz 360 grādiem vai no 0 līdz 2 * pi radiāniem.

Augšējā attēlā redzams, ka maiņsprieguma U novērošanas sākuma brīdī tā vērtība nebija nulle, tas ir, fāze šajā piemērā jau bija paspējusi novirzīties no nulles noteiktā leņķī. Psi ir vienāds ar aptuveni 30 grādiem vai pi / 6 radiāniem - tas ir un ir sākuma fāzes leņķis.

Kā daļa no sinusoidālās funkcijas argumenta, Psi ir nemainīgs, jo šis leņķis tiek noteikts mainīgā sprieguma novērošanas sākumā un pēc tam parasti nemainās. Tomēr tā klātbūtne nosaka sinusoidālās līknes kopējo nobīdi attiecībā pret izcelsmi.

Spriegumam tālāk svārstoties, mainās strāvas fāzes leņķis un līdz ar to mainās arī spriegums.

Sinusoidālai funkcijai, ja kopējais fāzes leņķis (pilna fāze, ņemot vērā sākotnējo fāzi) ir nulle, 180 grādi (pi radiāni) vai 360 grādi (2 * pi radiāni), tad spriegums pieņem nulli un ja fāzes leņķis iegūst vērtību 90 grādi (pi / 2 radiāni) vai 270 grādi (3 * pi / 2 radiāni), tad šādās reizēs spriegums maksimāli atšķiras no nulles.

Fāzes maiņa

Parasti elektrisko mērījumu gaitā ķēdēs ar maiņstrāvu sinusoidālo strāvu (spriegumu) vienlaikus tiek novērota gan strāva, gan spriegums pētāmajā ķēdē. Pēc tam strāvas un sprieguma grafiki tiek attēloti uz kopējās koordinātu plaknes.

Šajā gadījumā strāvas un sprieguma maiņas biežums ir identisks, bet atšķirīgs, ja paskatās grafikus, to sākotnējās fāzes. Šajā gadījumā viņi saka fāzes nobīdei starp strāvu un spriegumu, tas ir, to sākotnējo fāzes leņķu starpībai.

Citiem vārdiem sakot, fāzes nobīde nosaka, cik daudz viens sinusoidāls ir nobīdīts laikā no otra. Fāzes nobīdi, tāpat kā fāzes leņķi, mēra grādos vai radiānos. Fāzē sinuss, kura periods sākas agrāk, ir vadošais, un tas, kura periods sākas vēlāk fāzē, atpaliek. Fāzes nobīdi parasti apzīmē ar burtu Phi.

Fāzes nobīde, piemēram, starp spriegumiem uz trīsfāzu maiņstrāvas tīkla vadītājiem attiecībā pret otru ir nemainīga un vienāda ar 120 grādiem vai 2 * pi / 3 radiāniem.