Vahelduvvoolude faasinihe

Vahelduvvoolud sama sagedus need võivad üksteisest erineda mitte ainult amplituudi, vaid ka faasi poolest, see tähendab, et need võivad olla faasinihked.

Kui kaks vahelduvvoolu jõuavad samaaegselt tippväärtusteni ja läbivad samaaegselt nullväärtusi, siis on need voolud faasis. Sel juhul on voolude vaheline faasinihe null (joonis 1, a).

Siiski on juhtumeid, kui nende voolude amplituudi (ja nulli) väärtused ei lange üksteisega ajaliselt kokku, see tähendab, et esineb üks või teine ​​faasinihe, mis ei ole võrdne nulliga. Joonisel fig. 1b näitab voolusid, mis on faasinihkes veerandi perioodi võrra (T / 4).

Faasinihet tähistatakse tavaliselt kreeka tähega φ ja seda väljendatakse sageli kraadides, eeldades, et kogu periood on 360°, nii nagu üks täielik pööre vastab 360°-le. Seega tähistatakse faasinihet veerandi perioodi võrra φ = 90 ° ja kui faasid nihutatakse poole perioodi võrra, kirjutavad nad φ = 180e.

Riis. 1. Erinevad faasinihked kahe vahelduvvoolu vahel

Vahelduvvoolu perioodi T ja 360° nurga vahelist seost saab kindlaks teha katsega, mille käigus saadakse vahelduv sinusoidne EMF mähise (või mähise) ühtlase pöörlemisega ühtlases magnetväljas. Sel juhul on ühe mähise pöörde jaoks, s.o. 360 ° nurga all pööramise ajal teeb EMF ühe täieliku sinusoidaalse võnkumise. Seega tegelikult vastab periood T nurgale 360 ​​°.

Sama tuleneb vahelduvvoolu matemaatilisest avaldisest, see tähendab selle võrrandist. Kui vahelduvvoolu alustas oma muutumist nullfaasist, kui t = 0, ωt = 0 ja sin ωt = 0, ühe perioodi pärast selgub

Selles punktis on faasinurk 2π radiaani ehk 360 ° ja seetõttu sin ωt = sin 2π = sin 360 ° = 0. Kui nurk muutub 0-lt 2π radiaanile või 360 °-le, teeb siinus oma muutuste täieliku tsükli. Vastavalt sellele teeb vahelduvvool ühe täieliku võnkumise.

Tuleb meeles pidada, et ainult sama sagedusega vooludel võib olla täpselt määratletud faasinihe. Voolude erinevatel sagedustel ei ole nendevaheline faasinihe konstantne, vaid muutub kogu aeg. Näiteks voolude i1 ja i2 puhul, mis on näidatud joonisel fig. 2 ja sagedustega, mis erinevad üksteisest kaks korda, on faasinihe punktidega 0, 1, 2, 3, 4 kujutatud ajahetkedel vastavalt 0; 90; 180; 270; 360 °, st ühe voolu i1 perioodi jooksul varieerub φ väärtus vahemikus 0 kuni 360 °.

Riis. 2. Muutuv faasinihe erineva sagedusega voolude vahel

Kõik vooludevahelise faasinihke kohta öeldu kehtib ka pingete ja elektromotoorjõudude kohta. Allpool käsitleme juhtumeid, kus pinge ja voolu vahel toimub faasinihe.