Wat is fase, fasehoek en faseverschuiving

Als ze het hebben over wisselstroom, werken ze vaak met termen als "fase", "fasehoek", "faseverschuiving". Dit verwijst meestal naar een sinusvormige wisselstroom of pulserende stroom (verkregen door gelijkrichting sinusvormige stroom).

Omdat de periodieke verandering in EMF in het netwerk of stroom in het circuit is harmonisch oscillerend proces, dan is de functie die dit proces beschrijft harmonisch, dat wil zeggen sinus of cosinus, afhankelijk van de begintoestand van het oscillerende systeem.

Het argument van de functie is in dit geval alleen de fase, dat wil zeggen de positie van de oscillerende grootheid (stroom of spanning) op elk beschouwd moment van tijd ten opzichte van het moment van het begin van de oscillaties. En de functie zelf neemt de waarde aan van de fluctuerende grootheid op hetzelfde moment in de tijd.

Fase

Om de betekenis van de term «fase» beter te begrijpen, gaan we naar de grafiek van de afhankelijkheid van de spanning in een enkelfasig AC-netwerk op tijd. Hier zien we dat de spanning verandert van een bepaalde maximale waarde Um naar -Um en periodiek door nul gaat.

Tijdens het veranderingsproces neemt de spanning op elk moment vele waarden aan, periodiek (na een tijdsperiode T) keert deze terug naar de waarde van waaruit de bewaking van deze spanning begon.

We kunnen zeggen dat de spanning zich op elk moment in een bepaalde fase bevindt, die van verschillende factoren afhangt: van de tijd t die is verstreken sinds het begin van de oscillaties, van de hoekfrequentie en van de beginfase. Tussen haakjes staat de volledige oscillatiefase op het huidige tijdstip t. Psi is de beginfase.

Fase hoek

De beginfase wordt in de elektrotechniek ook wel genoemd initiële fasehoekaangezien fase wordt gemeten in radialen of graden, net als alle normale geometrische hoeken. Faseverschuivingslimieten variëren van 0 tot 360 graden of 0 tot 2 * pi radialen.

In de bovenstaande afbeelding is te zien dat ten tijde van het begin van de waarneming van de wisselspanning U, de waarde ervan niet nul was, dat wil zeggen dat de fase er in dit voorbeeld al in geslaagd was om onder een bepaalde hoek van nul af te wijken Psi gelijk aan ongeveer 30 graden of pi / 6 radialen — dit is en is de initiële fasehoek.

Als onderdeel van het argument van een sinusvormige functie is Psi constant omdat deze hoek wordt bepaald aan het begin van het waarnemen van de veranderende spanning en vervolgens over het algemeen niet verandert. De aanwezigheid ervan bepaalt echter de algehele verplaatsing van de sinusvormige curve ten opzichte van de oorsprong.

Naarmate de spanning verder fluctueert, verandert de huidige fasehoek en verandert de spanning mee.

Als voor een sinusvormige functie de totale fasehoek (volledige fase, rekening houdend met de beginfase) nul, 180 graden (pi radialen) of 360 graden (2 * pi radialen) is, dan neemt de spanning nul aan en als de fasehoek een waarde aanneemt van 90 graden (pi / 2 radialen) of 270 graden (3 * pi / 2 radialen), dan wijkt de spanning op zulke momenten maximaal af van nul.

Faseverschuiving

Gewoonlijk worden tijdens elektrische metingen in circuits met een wisselende sinusvormige stroom (spanning) gelijktijdig zowel de stroom als de spanning in het onderzochte circuit waargenomen. De stroom- en spanningsgrafieken worden vervolgens uitgezet op een gemeenschappelijk coördinatenvlak.

In dit geval is de frequentie van verandering van stroom en spanning identiek, maar verschillend, als je naar de grafieken kijkt, hun beginfasen. In dit geval zeggen ze voor de faseverschuiving tussen stroom en spanning, dat wil zeggen voor het verschil tussen hun initiële fasehoeken.

Met andere woorden, de faseverschuiving bepaalt hoeveel de ene sinusgolf in de tijd van de andere verschuift. Faseverschuiving wordt, net als fasehoek, gemeten in graden of radialen. In fase is de sinus waarvan de periode eerder begint leidend, en degene waarvan de periode later in fase begint, loopt achter. Faseverschuiving wordt meestal aangeduid met de letter Phi.

De faseverschuiving bijvoorbeeld tussen de spanningen op de geleiders van een driefasig AC-netwerk ten opzichte van elkaar is constant en gelijk aan 120 graden of 2 * pi / 3 radialen.