Vad är fas, fasvinkel och fasförskjutning
När man talar om växelström arbetar de ofta med sådana termer som "fas", "fasvinkel", "fasförskjutning". Detta hänvisar vanligtvis till en sinusformad växelström eller pulserande ström (erhållen genom likriktning sinusformad ström).
Eftersom den periodiska förändringen i EMF i nätverket eller strömmen i kretsen är harmonisk oscillerande process, då är funktionen som beskriver denna process harmonisk, det vill säga sinus eller cosinus, beroende på det oscillerande systemets initiala tillstånd.
Funktionens argument i det här fallet är endast fasen, det vill säga positionen för den oscillerande storheten (ström eller spänning) vid varje betraktat tidsögonblick i förhållande till ögonblicket för början av svängningarna. Och funktionen i sig tar värdet av den fluktuerande kvantiteten vid samma tidpunkt.
Fas
För att bättre förstå innebörden av termen "fas", låt oss vända oss till grafen över spänningens beroende i ett enfas AC-nätverk i tid. Här ser vi att spänningen ändras från ett visst maxvärde Um till -Um, periodvis passerar genom noll.
I förändringsprocessen antar spänningen många värden vid varje tidpunkt, periodiskt (efter en tidsperiod T) återgår den till det värde från vilket övervakningen av denna spänning började.
Vi kan säga att spänningen vid vilket ögonblick som helst är i en viss fas, vilket beror på flera faktorer: på tiden t som har gått sedan svängningarnas början, på vinkelfrekvensen och på den initiala fasen. Inom parentes står hela svängningsfasen vid den aktuella tiden t. Psi är den inledande fasen.
Fasvinkel
Den inledande fasen kallas även inom elektroteknik initial fasvinkeleftersom fasen mäts i radianer eller grader, precis som alla normala geometriska vinklar. Fasförskjutningsgränserna sträcker sig från 0 till 360 grader eller 0 till 2 * pi radianer.
I figuren ovan kan det ses att vid tidpunkten för början av observationen av växelspänningen U, var dess värde inte noll, det vill säga fasen hade redan lyckats avvika från noll i detta exempel i en viss vinkel Psi lika med cirka 30 grader eller pi / 6 radianer — detta är och är den initiala fasvinkeln.
Som en del av argumentet för en sinusformad funktion är Psi konstant eftersom denna vinkel bestäms i början av observationen av den förändrade spänningen och sedan i allmänhet inte ändras. Emellertid bestämmer dess närvaro den totala förskjutningen av den sinusformade kurvan i förhållande till origo.
När spänningen fluktuerar ytterligare ändras den aktuella fasvinkeln och spänningen ändras med den.
För en sinusformad funktion, om den totala fasvinkeln (fullfas, med hänsyn till den initiala fasen) är noll, 180 grader (pi radianer) eller 360 grader (2 * pi radianer), då antar spänningen noll och om fasvinkeln antar ett värde på 90 grader (pi / 2 radianer) eller 270 grader (3 * pi / 2 radianer), då avviker spänningen vid sådana tillfällen maximalt från noll.
Fasförskjutning
Vanligtvis, under loppet av elektriska mätningar i kretsar med en sinusformad växelström (spänning), observeras både strömmen och spänningen i den undersökta kretsen samtidigt. Ström- och spänningsgraferna plottas sedan på ett gemensamt koordinatplan.
I det här fallet är förändringsfrekvensen för ström och spänning identisk, men annorlunda, om du tittar på graferna, deras initiala faser. I det här fallet säger de för fasförskjutningen mellan ström och spänning, det vill säga för skillnaden mellan deras initiala fasvinklar.
Med andra ord bestämmer fasförskjutningen hur mycket en sinusvåg förskjuts i tid från den andra. Fasförskjutning, liksom fasvinkel, mäts i grader eller radianer. I fas leder sinus vars period börjar tidigare, och den vars period börjar senare i fas släpar efter. Fasförskjutning betecknas vanligtvis med bokstaven Phi.
Fasförskjutningen, till exempel, mellan spänningarna på ledarna i ett trefas växelströmsnät i förhållande till varandra är konstant och lika med 120 grader eller 2 * pi / 3 radianer.