Apa itu fase, sudut fase, dan pergeseran fase

Ketika berbicara tentang arus bolak-balik, mereka sering bekerja dengan istilah seperti "fase", "sudut fase", "pergeseran fase". Ini biasanya mengacu pada arus sinusoidal bolak-balik atau berdenyut (diperoleh dengan perbaikan arus sinusoidal).

Karena perubahan berkala EMF di jaringan atau arus di sirkuit adalah proses osilasi harmonik, maka fungsi yang menjelaskan proses ini adalah harmonik, yaitu sinus atau cosinus, bergantung pada keadaan awal sistem osilasi.

Argumen fungsi dalam hal ini hanya fase, yaitu posisi kuantitas osilasi (arus atau tegangan) pada setiap momen waktu yang dianggap relatif terhadap momen awal osilasi. Dan fungsi itu sendiri mengambil nilai besaran yang berfluktuasi pada saat yang sama.

Fase

Untuk lebih memahami arti istilah "fase", mari kita beralih ke grafik ketergantungan tegangan dalam jaringan AC satu fasa tepat waktu. Di sini kita melihat bahwa tegangan berubah dari nilai maksimum tertentu Um ke -Um, secara berkala melewati nol.

Dalam proses perubahan, tegangan mengambil banyak nilai pada setiap saat, secara berkala (setelah periode waktu T) kembali ke nilai dari mana pemantauan tegangan ini dimulai.

Kita dapat mengatakan bahwa setiap saat tegangan berada dalam fase tertentu, yang bergantung pada beberapa faktor: pada waktu t yang telah berlalu sejak awal osilasi, pada frekuensi sudut, dan pada fase awal. Dalam tanda kurung adalah fase osilasi penuh pada waktu t saat ini. Psi adalah fase awal.

Sudut fase

Fase awal juga disebut dalam teknik kelistrikan sudut fase awalkarena fase diukur dalam radian atau derajat, sama seperti semua sudut geometris normal. Batas pergeseran fase berkisar dari 0 hingga 360 derajat atau 0 hingga 2 * pi radian.

Pada gambar di atas terlihat bahwa pada saat awal pengamatan tegangan bolak-balik U nilainya tidak nol, yaitu fasa sudah berhasil menyimpang dari nol pada contoh ini pada sudut tertentu. Psi sama dengan sekitar 30 derajat atau pi / 6 radian — ini adalah sudut fase awal.

Sebagai bagian dari argumen fungsi sinusoidal, Psi adalah konstan karena sudut ini ditentukan pada awal pengamatan tegangan yang berubah dan kemudian umumnya tidak berubah. Namun, kehadirannya menentukan perpindahan keseluruhan kurva sinusoidal relatif terhadap titik asal.

Saat tegangan berfluktuasi lebih jauh, sudut fase arus berubah dan tegangan berubah bersamanya.

Untuk fungsi sinusoidal, jika sudut fase total (fase penuh, dengan mempertimbangkan fase awal) adalah nol, 180 derajat (pi radian) atau 360 derajat (2 * pi radian), maka tegangan dianggap nol dan jika sudut fase mengambil nilai 90 derajat (pi / 2 radian) atau 270 derajat (3 * pi / 2 radian), maka pada saat seperti itu tegangan menyimpang maksimal dari nol.

Pergeseran fasa

Biasanya, selama pengukuran listrik di sirkuit dengan arus (tegangan) sinusoidal bolak-balik, arus dan tegangan di sirkuit yang diselidiki diamati secara bersamaan. Grafik arus dan tegangan kemudian diplot pada bidang koordinat umum.

Dalam hal ini, frekuensi perubahan arus dan tegangan identik, tetapi berbeda, jika Anda melihat grafik, fase awalnya. Dalam hal ini mereka berkata untuk pergeseran fasa antara arus dan tegangan, yaitu untuk perbedaan antara sudut fasa awalnya.

Dengan kata lain, pergeseran fasa menentukan seberapa banyak satu gelombang sinus bergeser dari waktu ke waktu lainnya. Pergeseran fase, seperti sudut fase, diukur dalam derajat atau radian. Dalam fase, sinus yang periodenya dimulai lebih awal disebut terdepan, dan sinus yang periodenya dimulai kemudian dalam fase adalah lagging. Pergeseran fase biasanya dilambangkan dengan huruf Phi.

Pergeseran fase, misalnya, antara tegangan pada konduktor jaringan AC tiga fase relatif satu sama lain adalah konstan dan sama dengan 120 derajat atau 2 * pi / 3 radian.