Fasförskjutning för växelströmmar
Växelströmmar samma frekvens de kan skilja sig från varandra inte bara i amplitud, utan också i fas, det vill säga de kan fasförskjutas.
Om två växelströmmar samtidigt når toppvärden och samtidigt passerar genom nollvärden, är dessa strömmar i fas. I detta fall är fasförskjutningen mellan strömmarna noll (fig. 1, a).
Det finns dock fall när värdena för amplituden (och noll) för dessa strömmar inte sammanfaller med varandra i tid, det vill säga det finns en eller annan fasförskjutning som inte är lika med noll. I fig. Ib visar strömmar som är fasförskjutna med en fjärdedel av perioden (T / 4).
Fasförskjutningen betecknas vanligtvis med den grekiska bokstaven φ och uttrycks ofta i grader, förutsatt att hela perioden är 360°, precis som ett helt varv motsvarar 360°. Således betecknas fasförskjutningen med en fjärdedel av perioden med φ = 90 °, och när faserna förskjuts med halva perioden, skriver de φ = 180e.
Ris. 1. Olika fasskiftningar mellan två växelströmmar
Förhållandet mellan perioden för växelströmmen T och vinkeln 360° kan fastställas från experimentet där en alternerande sinusformad EMF erhålls med likformig rotation av spolen (eller spolen) i ett enhetligt magnetfält. I detta fall, för ett varv av spolen, dvs. under sin rotation genom en vinkel på 360 °, gör EMF en fullständig sinusformad svängning. Således motsvarar faktiskt perioden T en vinkel på 360 °.
Detsamma följer av det matematiska uttrycket för växelström, det vill säga av dess ekvation. Om växelström startade sin förändring från nollfasen när t = 0, ωt = 0 och sin ωt = 0, efter en period kommer det att visa sig
Vid denna punkt är fasvinkeln 2π radianer eller 360 ° och därför sin ωt = sin 2π = sin 360 ° = 0. När vinkeln ändras från 0 till 2π radianer eller 360 °, gör sinuset en fullständig cykel av sina förändringar. Följaktligen gör växelströmmen en fullständig oscillation.
Man måste komma ihåg att endast strömmar av samma frekvens kan ha en väldefinierad fasförskjutning. Vid olika frekvenser av strömmarna är fasförskjutningen mellan dem inte konstant, utan förändras hela tiden. Till exempel, för strömmar i1 och i2 som visas i fig. 2 och med frekvenser som skiljer sig från varandra med en faktor två, är fasförskjutningen vid de tidpunkter som visas av punkterna 0, 1, 2, 3, 4 0 respektive; 90; 180; 270; 360 °, dvs under en period av ström i1, varierar värdet på φ från 0 till 360 °.
Ris. 2. Variabel fasförskjutning mellan strömmar av olika frekvenser
Allt som sägs om fasförskjutningen mellan strömmar gäller även spänningar och elektromotoriska krafter. Nedan kommer vi att överväga fall där det kommer att ske en fasförskjutning mellan spänning och ström.