Сдвиг фаз

СДВИГ ФАЗ

Сдвиг фазПри вращении якоря с двумя укрепленными на нем одинаковыми витками 1 и 2, сдвинутыми в пространстве (рис. 5-6), в них будут индуктироваться э. д. с. одной частоты с одинаковыми амплитудами. Но вследствие сдвига витков в пространстве э. д. c. достигают амплитудных значений не одновременно. 

 

Рис. 5-6. Два витка обмотки якоря генератора.

Если при вращении против направления движения часовой стрелки в момент начала отсчета времени (t = 0) витки расположены по отношению к нейтральной плоскости ОО’ под углами ψ1 и ψ2, то наведенные в витках э. д. с. в любой момент времени t :

е1 =Емsin (ωt + Ψ1) и е2 =Емsin (ωt + Ψ2)

В последних выражениях угол (ωt + Ψ) называется фазным углом или фазой. Таким образом, из выражений (5-10) следует, что мгновенное значение э. д. .с. определяется амплитудой Ем и фазой.

В начальный момент времени = э. д, с. наведенные в витках :

е10 =ЕмsinΨ1 и е20 =ЕмsinΨ2

На рис 5-7 эти э. д. с, изображены начальными ординатами.

Графики двух переменных э. д. с.

Электрические углы Ψ1 и Ψ2определяющие значения э. д. с. в момент времени t — О, называются начальными фазными углами или начальными фазами. Положительная начальная фаза откладывается влево от начала системы координат, отрицательная — вправо. Разность начальных фаз двух синусоидальных величин называется углом сдвига фаз или сдвигом фаз

Ψ = Ψ1 — Ψ2

Рис. 5-7. Графики двух переменных э. д. с.

Разделив сдвиг фаз на угловую частоту, получим время сдвига: 

Ψ : ω = ΨT : 2π = t12

т. е. время, на которое начало периода одной синусоидальной величины достигается раньше, чем у другой синусоидальной величины.

Началом периода называют момент времени, в который синусоидальная величина проходит через то нулевое значение, после которого наступают положительные значения ее.

Величина, у которой начало периода наступает раньше, чем у другой, считается опережающей, а та, у которой начало периода наступает позже — отстающей по фазе. Например, э. д. с. е1 (рис. 5-7) опережает по фазе э. д. с. е2 угол Ψ или на время t12, или, что тоже, э. д. с. е2 отстает от э. д. с. е1 на угол Ψ или на время t12.

Графики двух переменных токов

Две синусоидальные величины, имеющие одинаковые начальные фазы, т. е. совпадающие начала периодов, называются совпадающими по фазе (Ψ = 0).

Токи i1 и i2 (рис. 5-8) сдвинуты по фазе на четверть периода или на 90°. Ток i1 имеет нулевую начальную фазу, ток i2 — начальную фазу π/2 = 90°, таким образом,

i1 = IМ1 sin ωt; i2 IМ2 sin (ωπ/2)

Рис. 5-8. Графики двух переменных токов

Синусоида с начальной фазой π/2 это то же, что косинусоида с нулевой начальной фазой:i2 = IМ2cos ωt

Про синусоидальные величины, сдвинутые по фазе на половину периода, говорят, что одна из них изменяется в противофазе с другой.

 

Статья на тему Сдвиг фаз