Фазово изместване за променливи токове

Променливи токове същата честота могат да се различават един от друг не само по амплитуда, но и по фаза, тоест могат да бъдат фазово изместени.

Ако два променливи тока едновременно достигнат пикови стойности и едновременно преминават през нулеви стойности, тогава тези токове са във фаза. В този случай фазовото изместване между токовете е нула (фиг. 1, а).

Има обаче случаи, когато стойностите на амплитудата (и нулата) на тези токове не съвпадат помежду си във времето, тоест има едно или друго фазово изместване, което не е равно на нула. На фиг. 1б показва течения, които са фазово изместени с една четвърт от периода (T / 4).

Фазовото изместване обикновено се обозначава с гръцката буква φ и често се изразява в градуси, като се приема, че целият период е 360 °, точно както един пълен оборот съответства на 360 °. По този начин фазовото изместване с една четвърт от периода се обозначава с φ = 90 °, а когато фазите се изместват с половината от периода, те пишат φ = 180e.

Ориз. 1. Различни фазови отмествания между два променливи тока

Връзката между периода на променливия ток T и ъгъла 360 ° може да бъде установена от опита, при който се получава променлив синусоидален EMF с равномерно въртене на бобината (или намотката) в еднородно магнитно поле. В този случай за един оборот на намотката, т.е. по време на въртенето й под ъгъл от 360 °, ЕМП прави едно пълно синусоидално трептене. Така всъщност периодът Т съответства на ъгъл от 360 °.

Същото следва от математическия израз за променлив ток, тоест от неговото уравнение. Ако променлив ток започна промяната си от нулевата фаза, когато t = 0, ωt = 0 и sin ωt = 0, след един период ще се окаже

В този момент фазовият ъгъл е 2π радиани или 360 ° и следователно sin ωt = sin 2π = sin 360 ° = 0. Когато ъгълът се промени от 0 до 2π радиани, или 360 °, синусът прави пълен цикъл на нейните промени. Съответно променливият ток прави едно пълно трептене.

Трябва да се помни, че само токове със същата честота могат да имат добре дефинирано фазово изместване. При различни честоти на токовете фазовото изместване между тях не е постоянно, а се променя през цялото време. Например, за токове i1 и i2, показани на фиг. 2 и с честоти, които се различават помежду си два пъти, фазовото изместване във времевите моменти, изобразено с точки 0, 1, 2, 3, 4, е съответно 0; 90; 180; 270; 360 °, т.е.по време на един период на ток i1, стойността на φ варира от 0 до 360 °.

Ориз. 2. Променливо фазово изместване между токове с различни честоти

Всичко казано за фазовото изместване между токовете важи и за напреженията и електродвигателните сили. По -долу ще разгледаме случаи, при които ще има фазова промяна между напрежение и ток.